Це може звучати банально, якщо сказати, що Всесвіт сповнений таємниць. Але це правда
Головні серед них такі речі, як Темна матерія, Темна енергія, і звичайно, наші старі друзі Чорні Діри. Чорні Діри можуть бути найцікавішими з усіх, і зусилля, щоб зрозуміти їх і спостерігати, тривають.
Ці зусилля будуть нарощені у квітні, коли телескоп "Горизонт події" (EHT) намагатиметься зафіксувати наше перше зображення Чорної діри та її горизонту подій. Ціль EHT - це не хто інший, як Стрілець A, чудовиська чорна діра, яка лежить у центрі нашої Галактики Чумацького Шляху. Хоча EHT витратить 10 днів на збір даних, фактичне зображення не буде завершено обробкою та доступне до 2018 року.
EHT - це не один телескоп, а цілий ряд радіотелескопів у всьому світі, пов'язаних між собою. EHT включає суперзірки світу астрономії, такі як великий міліметровий масив Atacama (ALMA), а також менш відомі області застосування, такі як телескоп Південного полюса (SPT.). можна з'єднати всі ці телескопи разом, щоб вони діяли як один великий "розмір Землі".
Поєднана потужність усіх цих телескопів є найважливішою, оскільки, хоча ціль EHT, Стрілець А, має більше 4 мільйонів разів більше маси нашого Сонця, воно знаходиться на відстані 26 000 світлових років від Землі. Він також проходить лише близько 20 мільйонів км. Величезний, але крихітний.
EHT вражає з кількох причин. Для функціонування кожен з компонентних телескопів калібрується атомним годинником. Ці годинники тримають час з точністю близько трильйони секунди в секунду. Ці зусилля потребують армії жорстких дисків, всі вони будуть транспортуватися через реактивний лайнер до обсерваторії сіна сіна в MIT для обробки. Ця обробка вимагає того, що називається сітким комп’ютером, який є своєрідним віртуальним суперкомп'ютером, що складається з 800 процесорів.
Але як тільки EHT зробить свою справу, що ми побачимо? Те, що ми можемо побачити, коли нарешті отримаємо цей образ, ґрунтується на роботі трьох великих імен фізики: Ейнштейна, Шварцшильда та Хокінга.
Коли газ і пил наближаються до чорної діри, вони прискорюються. Вони не просто трохи прискорюють, вони дуже швидко, і це змушує їх випромінювати енергію, яку ми можемо бачити. Це був би півмісяць світла на зображенні вище. Чорна крапка була б тінню, яку кидав на світло саме отвір.
Ейнштейн точно не передбачив існування Чорних дірок, але його теорія загальної відносності. Це була робота одного з його сучасників, Карла Шварцшильда, яка насправді прибила, як може працювати чорна діра. Швидкий перехід до 1970-х років і робота Стівена Хокінга, який передбачив те, що відоме як радіація Хокінга.
У сукупності ці троє дають нам уявлення про те, що ми можемо побачити, коли EHT остаточно захопить і обробить свої дані.
Загальна відносність Ейнштейна передбачала, що надмасивні зірки будуть викривляти достатньо простору та часу, що навіть світло не може уникнути їх. Робота Шварцшильда ґрунтувалася на рівняннях Ейнштейна і виявила, що чорні діри матимуть горизонт подій. Жодне світло, що випромінюється зсередини горизонту події, не може дійти до зовнішнього спостерігача. І радіація Хокінга - це теоретизоване випромінювання чорного тіла, яке, за прогнозами, виділяється чорними дірами.
Сила EHT допоможе нам роз’яснити наше розуміння чорних дір надзвичайно. Якщо ми бачимо те, що, на нашу думку, побачимо, це підтверджує теорію загальної відносності Ейнштейна, теорію, яку спостережно підтверджували знову і знову. Якщо EHT бачить щось інше, чого ми взагалі не очікували, то це означає, що загальна відносність Ейнштейна помилилася. Мало того, але це означає, що ми не дуже розуміємо гравітацію.
У фізичних колах кажуть, що ніколи не розумно робити ставки проти Ейнштейна. Його знову і знову підтверджують. Щоб дізнатись, чи був він знов прав, нам доведеться чекати до 2018 року.
