Вы смотрите на совершенно новую, первую в мире фотографию черной дыры крупным планом. Это изображение черной дыры M87 в центре галактики Дева А является результатом международной двухлетней попытки увеличить сингулярность. Он впервые обнаруживает контуры горизонта событий черной дыры, точки, за которой ни свет, ни вещество не ускользают.
M87 находится на расстоянии 53 миллиона световых лет, глубоко в центре далекой галактики, в окружении облаков пыли, газа и другой материи, поэтому ни один телескоп видимого света не мог видеть черную дыру через всю эту кучу. Это не ближайшая черная дыра или даже ближайшая сверхмассивная черная дыра. Но он настолько огромен (такой же ширины, как вся наша солнечная система, и в 6,5 миллиардов раз больше массы Солнца), что он один из двух самых больших на небе Земли. (Другой - это Стрелец А * в центре Млечного Пути.) Чтобы сделать это изображение, астрономы объединяют в сеть радиотелескопы по всему миру, чтобы увеличить M87 до беспрецедентного разрешения. Они назвали объединенную сеть Телескопом Горизонта Событий.
Это название подходит, потому что это изображение не является самой черной дырой. Черные дыры не излучают излучение или, по крайней мере, не настолько близко, чтобы их можно было обнаружить с помощью существующих телескопов. Но на своих краях, прямо перед тем, как гравитация сингулярности становится слишком интенсивной, чтобы даже свет мог уйти, черные дыры ускоряют материю до предельных скоростей. Дело в том, что перед тем, как упасть за горизонт, натирает себя на высокой скорости, генерируя энергию и сияя. Радиоволны, которые обнаружил телескоп «Горизонт событий», были частью этого процесса.
«Теперь это изображение образует четкую связь между сверхмассивными черными дырами и яркими галактиками», - сказала Шеперд Доулман, астрофизик из Гарварда и директор телескопа «Горизонт событий» на пресс-конференции Национального научного фонда.
Это подтверждает, что большие галактики, такие как Дева А (и Млечный Путь), удерживаются вместе сверхмассивными черными дырами, сказал Доулман.
Астрономы знали, что черные дыры окружены светящейся материей. Но это изображение все еще отвечает на ключевой вопрос о черных дырах и о структуре нашей вселенной. Теперь мы точно знаем, что теория относительности Эйнштейна верна даже на краю черной дыры, где некоторые исследователи подозревали, что она сломается. Форма видимого горизонта событий на изображении представляет собой круг, как и предсказывает теория относительности, поэтому он подтверждает, что теория относительности все еще остается неизменной даже в одной из самых экстремальных сред во вселенной.
«Вы могли видеть каплю, и мы видели капли. Мы могли видеть что-то неожиданное, но мы не видели ничего неожиданного», - сказал Доулман.
То, что проект показал вместо этого, было примерно таким же чистым и «верным» для теории Эйнтейна, сказал он.
Это хорошие новости и плохие новости для физики. Это хорошая новость, потому что это означает, что исследователям не нужно переписывать свои учебники. Но это оставляет ключевой вопрос нерешенным: общая теория относительности (которая управляет очень большими вещами, такими как звезды и гравитация) работает до края черной дыры. Квантовая механика (которая описывает очень маленькие вещи) несовместима с общей теорией относительности в нескольких ключевых аспектах. Но ничто на этом изображении пока не отвечает на любые вопросы о том, как они пересекаются. Если бы общая теория относительности разрушилась в этом крайнем месте, ученые могли бы найти несколько объединяющих ответов.
Скорее всего, данные будут продолжать поступать из сети телескопа, которая также наблюдает гораздо более близкую (но меньшую) сверхмассивную черную дыру в центре Млечного пути.
Сера Маркофф, астрофизик из Университета Амстердама, сказала, что в то время как коллаборация еще не дала конкретных деталей о том, как черные дыры производят свои гигантские самолеты. Но она сказала, что дальнейшие наблюдения за черной дырой M87, которая производит драматические джеты, должны помочь ответить на эти вопросы. По ее словам, проект Event Horizons Telescope будет продолжать добавлять телескопы с течением времени и улучшать его разрешение с течением времени, что позволит ему отвечать на дополнительные вопросы. В частности, она сказала, что она надеется, что изображение черных дыр может в конечном итоге связать квантовую физику и гравитацию.
Эта связь, сказал Эйвери Бродерик, физик из Университета Ватерлоо и сотрудник проекта, может в конечном итоге позволить физикам «вытеснить» Эйнштейна.
Но пока просто наслаждайтесь первым знакомством с краем совершенно непознаваемой области пространства.
