Astronomii au orchestrat telescoape de mâncare radio din întreaga lume într-o cameră virtuală de dimensiuni terestre pentru un nou experiment îndrăzneț care încearcă să ofere prima imagine a unei găuri negre. Colaborarea telescopului este setată la faceți un mare anunț de rezultate săptămâna aceasta, iar membrii și-au descris abordarea de cercetare la o discuție din martie.
Găurile negre sunt extrem de deformate în spațiu-timp, care sunt atât de puternice, gravitatea lor masivă nici măcar nu lasă lumina să scape odată ce ajunge suficient de aproape.
Ideea astronomilor este să fotografiați silueta circulară opacă a unei găuri negre aruncat pe un fundal luminos. Marginea umbrei este orizontul evenimentului, un punct negru al întoarcerii unei găuri negre. O imagine valorează o mie de cuvinte, iar o fotografie a unei găuri negre ar fi un instrument important pentru înțelegerea astrofizicii, cosmologiei și rolului găurilor negre din univers.
Dacă un astronaut ar pune o portocalie pe suprafața lunii, fructele citrice ar fi foarte greu de văzut de pe Pământ. Gurile negre sunt la fel de greu de observat, a spus Sheperd Doeleman, directorul de proiect al unui nou proiect ambițios numit Telescopul Orizontului Evenimentelor.
Doeleman a împărtășit această anecdotă cu o audiență la un panou al festivalului South by Southwest (SXSW) din Austin, Texas, luna trecută. Doeleman și colaboratorii săi Sera Markoff, Peter Galison și Dimitrios Psaltis au luminat cum funcționează proiectul în timpul evenimentului SXSW ",EHT: Un efort planetar pentru a fotografia o gaură neagră."
Găurile negre sunt structuri masive în comparație cu planetele și oamenii. Dar ceea ce ni se pare mare, este, la scară galactică, minuscul. Așadar, fotografierea orizontului evenimentului unei găuri negre a fost complicată.
"Una dintre țintele EHT este de aproximativ 10 la sută din dimensiunea sistemului nostru solar", a declarat Sera Markoff, astrofizician de la Universitatea din Amsterdam, în timpul comisiei. S-a numit gaura neagră supermasivă din centrul Căii Lactee Săgetător A *, este aproximativ dimensiunea orbitei lui Mercur, a adăugat Doeleman.
Dacă o navă spațială ar putea feri astronomii de pe Calea Lactee, care este de aproximativ 50 de miliarde de ori mai mare decât Săgetătorul A *, potrivit lui Markoff, atunci să găsești această gaură neagră printre miliardele de alte stele și planete din galaxie ar fi destul de complicat.
Pentru a observa gaura neagră super-masivă din centrul galaxiei Calea Lactee sau pentru a vizualiza o altă dintre țintele proiectului - gaura neagră super-masivă din miezul galaxiei eliptice supergigante Messier 87 - echipa EHT a trebuit să transforme Pământul într-un telescop virtual platformă. Acest lucru se datorează faptului că puterea unui telescop de a rezolva imaginile este limitată la dimensiunea farfuriei sale și, folosind o serie de instrumente din întreaga lume, echipa rupe efectiv vasul și împrăștie bucățile la nivel global pentru a face un singur spațiu.
Observatoarele de radiotelescop implicate în observațiile EHT din 2017 au fost ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array in Chile; APEX (Atacama Pathfinder Experiment)) în Chile; IRAM 30m (Institut de RadioAstronomie Millimétrique) în Spania; LMT (Marele Milimetru Telescop) din Mexic; SMT (Submillimeter Telescope) în Arizona; JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) din Hawaii; SMA (SubMillimeter Array) în Hawaii și SPT (South Pole Telescope) în Antarctica.
De asemenea, au fost făcute observații coordonate în benzile de raze X și raze gamma.
Săgetătorul A * este latent, ceea ce înseamnă că nu consumă foarte mult stele și gaz din apropiere, eliberând radiații. O gaură neagră activă se ascunde în interiorul lui Messier 87. Pentru a vedea gaura neagră supermasivă a cartierului și cea care se agită mai departe, telescoapele trebuie să observe „întreaga gamă a spectrului electromagnetic, de la radio până la razele gamma”, a spus Markoff.
Avea dreptate Einstein 100%?
La baza proiectului, cei 200 de oameni de știință vor să răspundă la două întrebări, potrivit Psaltis, astronom și fizician la Universitatea din Arizona. Prima este pur și simplu dacă este posibilă fotografierea unei găuri negre. Dar al doilea lucru important pe care îl întreabă este dacă Einstein a avut dreptate 100% în ceea ce privește modul în care se comportă găurile negre.
"Einstein ne-a spus în urmă cu 100 de ani exact care ar fi dimensiunea și forma acelei umbre [a găurii negre]. Dacă am putea așeza un conducător peste acea umbră, am fi capabili să testăm teoria lui Einstein asupra graniței găurii negre", Spuse Doeleman.
De asemenea, echipa a dorit să construiască modele care să descrie găurile negre în diferite circumstanțe, care vor fi apoi comparate cu observațiile EHT.
În lucrarea descrisă la SXSW, echipa a folosit unități de procesare grafică (GPU), precum cele utilizate în console de jocuri video preferate sau computerul dvs., pentru a modela toate soiurile ipotetice ale unui mediu cu gaură neagră. Au produs sute de gigabyte de date de volum 3D pentru modelarea posibilităților. Psaltis a spus că fotonii, plasma, gazul și câmpurile magnetice sunt descrise în prognoza unei găuri negre.
După ce obțin una, echipa poate compara o imagine a umbrei unei găuri negre cu diferitele scenarii procesate de GPU-uri pentru a realiza simularea cât mai realistă a modului în care se comportă o gaură neagră, pe baza înțelegerii noastre actuale despre fizică.
„Ceea ce ar putea face imaginea găurii negre pentru noi, dacă o putem obține, ar fi să luăm ceva care este cel mai extrem, cea mai ciudată prezicere a relativității generale, una dintre marile realizări ale minții umane, [și] să o combinăm cu cele mai avansate electronice, cu o colaborare la scară planetară, cu cele mai avansate statistici [și] noi tehnici de imagistică ”, a declarat Galison, profesor la Universitatea Harvard, în timpul comisiei. „Este ca și cum ai face o cameră nouă cu un nou tip de film, un nou tip de obiectiv, combinând-o cu alte camere, toate dintr-o dată, și dacă s-ar putea întâmpla asta, dacă am putea să intrăm și să ne vedem chiar aproape de orizont .“
Galison a adăugat că prima imagine a unei găuri negre ar dovedi, dincolo de umbra unei îndoieli - intenționat pun - că aceste structuri gargantane, puternice și evazive există.
- O misterioasă „vacă” în spațiu poate dezvălui nașterea unui gă negru
- Această simulare Trippy arată cum strălucește găurile negre monstru înainte de a se ciocni
- Rareori văzută gaură neagră cu găuri negre
