Примерно пять лет назад, 10 апреля 2019 года, Телескоп Event Horizon, международная сеть радиообсерваторий, сделал замечательное открытие: первую в истории фотографию загадочной внутренней части черной дыры. Это визуально поразительное изображение служит убедительным доказательством существования черных дыр и соответствует предсказаниям физиков-теоретиков. В настоящее время ученые отправляются на неизведанную территорию с еще более необычной задачей: создать первый в истории фильм о черной дыре, который может напоминать флипбук.
Около 400 ученых в настоящее время работают вместе над будущим проектом Телескопа горизонта событий (EHT). Их внимание сосредоточено на получении изображений сверхмассивной черной дыры, расположенной в ядре галактики Мессье 87 (M87), которая была объектом революционного изображения пятью годами ранее. EHT планирует к 2026 году выпустить видео, показывающее изменения в черной дыре за двухмесячный период.
Если телескоп Event Horizon (EHT) успешно обеспечит финансирование и запланирует использование глобального телескопа в идеальные периоды наблюдений в марте и апреле, исследователи, участвующие в проекте, смогут конвертировать изображения, получаемые каждый третий день, в замедленную съемку. видео. Как объясняет Ремо Тиланус, профессор-исследователь в Университете Аризоны и операционный менеджер EHT, Inverse: «У нас осталось всего шесть месяцев, чтобы убедить всех, что мы можем добиться этого».
Введение видео о черной дыре
Телескоп горизонта событий (EHT) преобразует Землю в огромную радиообсерваторию. Ее мощности по всему миру берут на себя роль компонентов линз. Поскольку наша планета вращается вокруг своей оси, эти телескопы корректируют свое положение относительно черной дыры, ведя себя как различные части этой линзы.
Ученые снова сосредоточили свои исследования на черной дыре в центре M87*. По словам профессора астрофизики Паулины Лира из Чилийского университета, которая не участвовала в исследовании, эти типы черных дыр могут быть подходящими для создания четкого изображения из-за их умеренной яркости. Она специализируется на изучении самых мощных сверхмассивных черных дыр и объясняет, что из-за чрезвычайно ярких из них было бы трудно увидеть центральную тень.
Сверхмассивная черная дыра M87, крупнее и сильнее своих меньших собратьев, представляет собой отличный объект для видео. Объекты вращаются вокруг этой черной дыры в течение нескольких дней или недель. Этот темп достаточно медленный, чтобы сделать четкий снимок, но достаточно быстрый, чтобы исследователи могли наблюдать изменения в течение двух месяцев.
Другая важная цель EHT (Телескоп горизонта событий), Стрелец А* в Млечном Пути, имеет гораздо более короткий временной масштаб по сравнению с тем, который мы обсуждаем. Наша местная черная дыра значительно меньше и менее активна: объектам требуется всего несколько минут, чтобы вращаться вокруг нее.
Чтобы создать видео черной дыры вместо неподвижного изображения с помощью Телескопа горизонта событий (EHT), необходимы существенные улучшения в его технологии и количестве участвующих телескопов. По словам Тилануса, эта работа займет примерно два месяца, а не несколько дней, необходимых для создания одного снимка, что делает ее гораздо более сложной задачей. Помимо обеспечения необходимого планирования в обсерваториях, производство видео предполагает наблюдение на нескольких длинах волн, что требует модернизации телескопов. Процесс съемки этого видео становится проще с присоединением к EHT большего количества обсерваторий. Чем больше массив и чем больше данных радиоволн он сможет собрать, тем выше будет качество изображений черных дыр.
«Линди Блэкберн, астроном и специалист по обработке данных из Центра астрофизики Гарварда и Смитсоновского института, сообщает, что мы завершили предварительный проект предстоящих усовершенствований EHT. В настоящее время мы находимся в процессе обеспечения необходимых финансовых средств для строительства массива. Мы ожидаем, что в ближайшие годы мы сможем снимать фильмы с помощью передового EHT».
Обновления позволят Event Horizon Telescope (EHT) строить модели поведения черной дыры, используя предыдущие данные. По словам Блэкберна, в ближайшие годы новые телескопы сыграют решающую роль в создании «фильмов высокой четкости, изображающих сложные процессы притока и оттока, происходящие на краю черной дыры».
Видео стоит тысячи изображений
По словам Лиры из Чилийского университета, первое изображение черной дыры превзошло ее предположения. Эта фотография покорила учёных и публику своей четкостью — отчетливый, неясный силуэт черной дыры, окруженный блестящим кольцом, лишенным пикселей. Широкая привлекательность подчеркивается мемами, такими как любимый Лирой мем с Гомером Симпсоном, держащим черную дыру в форме пончика.
Видео может значительно расширить наши знания о черных дырах, особенно о M87*. В этом видео астрономы выражают надежду на то, что они смогут стать свидетелями смещения ярких пятен в перегретом плазменном кольце, окружающем M87*, когда оно вращается вокруг черной дыры. Внимательно изучая эти наблюдения, астрофизики могут углубить свое понимание мощной струи M87*, поразительного явления длиной в 5000 световых лет, которое возникает из сравнительно крошечной черной дыры, меньшей, чем наша Солнечная система.
Тиланус объясняет, что видео будет демонстрировать процесс поглощения и выбрасывания вещества черной дырой, что может генерировать линии магнитного поля, направляющие материал в струи. В более широком масштабе это явление может повлиять на звездообразование в галактике или полностью предотвратить его. Визуализация может также дать представление о ранних стадиях возникновения черных дыр и развитии сверхмассивных черных дыр, присутствующих в большинстве галактик по всей Вселенной.
Видео может дать представление о важном споре вокруг космической эволюции. Возникает извечный вопрос: что появилось раньше: черные дыры или галактики и окружающие их газ и пыль? Возникли ли черные дыры изначально из материала ранней Вселенной, а вокруг них позже сформировались галактики? Или, наоборот, образовались ли галактики до создания массивных черных дыр в их центрах?
Альтернативный метод понимания того, насколько замедляется время, когда объект падает в черную дыру, — просмотр видео.
Чи-Кван Чан, научный сотрудник Университета Аризоны и специалист по данным телескопа Event Horizon (EHT), объясняет Inverse, что теории предсказывают замедление времени для черных дыр, основанные на общей теории относительности Эйнштейна. Однако он подчеркивает, что эти предсказания еще не подтверждены, если не будут проведены эксперименты. «Подтверждение этих теоретических ожиданий является крупным прорывом в предстоящей работе EHT», — добавляет Чан.
Согласно общей теории относительности Эйнштейна, время функционирует как измерение во Вселенной, способное колебаться, а не быть фиксированным и абсолютным. Эта концепция расходится с ньютоновской точкой зрения физики, где время и пространство считаются постоянными фонами. Примечательно, что Эйнштейн предположил, что массивные объекты могут искажать течение времени.
Пространство-время функционирует как гибкая мембрана; наличие массы, такой как черная дыра, заставляет ее деформироваться или выпучиваться. Следовательно, это искажение пространства-времени приводит к тому, что течение времени в его окрестностях кажется более медленным.
По словам Чана, скорость, с которой материя попадает в черную дыру, зависит от степени искривления пространства-времени. Чем больше кривизна, тем более искаженной она становится. Видеопрезентация могла бы эффективно проиллюстрировать эту интригующую концепцию.
Физики-теоретики могли бы использовать видео для отображения замедления времени вместо простого наблюдения за статическим изображением черной дыры, которое может быть визуально привлекательным, но не содержит деталей, связанных со временем.
Обнаружение информации о замедлении времени в фильме было бы значительным достижением для физиков-теоретиков, поскольку черные дыры представляют собой сложные явления. Основная часть текущих исследований этих космических загадок проводится с использованием мощных компьютеров и моделирования.
Успешное достижение человеком этого подвига станет важной вехой для физиков в разгадке хитросплетений хаотической среды черной дыры. По словам Блэкберна, который поначалу был очарован амбициозными целями проекта: «Когда я впервые узнал об этом, я был одновременно взволнован и скептически настроен, поскольку это казалось невероятно сложным, но воодушевляющим»).
Смотрите также
- Дом Дракона 2 сезон: Является ли Рейнира Таргариен бисексуалкой и что привело к поцелую между ней и Мисарией?
- Руководство Джета Кордо по наследию «Звездных войн вне закона»: расположение хранилищ на Тошаре и Киджими
- Бен Аффлек не смог оторваться от Дженнифер Лопес во время бранча на выходных? Пикантные подробности ЗДЕСЬ
- Поцелуй Рейниры и Мисарии в «Доме Дракона» не был написан по сценарию
- Джеймс МакЭвой говорит, что он «всегда готов» вернуться во вселенную Людей Икс, когда «есть хороший материал»
- «Чувствую, что развивается язва»: выпускница SNL Ларейн Ньюман называет номинантов «Медведя» в категориях комедий
- 20 лет назад Джуд Лоу снял недооцененный научно-фантастический фильм, опередивший свое время
- Отношения Донни и Тери закончились по-другому в удаленной сцене «Олененка»
- Фотографии первого взгляда «Эмили в Париже» 4 сезона намекают на Рождество и дружеских бывших
- «Ваша честь» и 4 захватывающие драмы, которые стоит посмотреть на Netflix в июне 2024 года
2024-04-10 15:18