Заглянуть за горизонт событий? Телескоп размером с Землю бросит вызов черным дырам

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com

Представьте себе место, где привычные законы физики перестают действовать, а время и пространство искривляются до неузнаваемости. Где гравитация столь сильна, что даже свет, самая быстрая сущность в космосе, оказывается запертым в ловушке, не в силах вырваться наружу. Это не сценарий фантастического фильма, а реальность черных дыр — одних из самых загадочных объектов во Вселенной. Долгое время их существование оставалось лишь теоретической гипотезой, смелым предсказанием гениального Эйнштейна. Но наука не стоит на месте. В 2019 году проект Event Horizon Telescope (EHT) подарил миру первое в истории изображение тени сверхмассивной черной дыры M87*, расположенной в сердце галактики Messier 87. Это достижение стало настоящим прорывом, открыв новую эру в исследовании космоса — эру, где тайны черных дыр, наконец, начинают приоткрываться перед пытливым взором ученых.

Именно поэтому ученые уже работают над следующим амбициозным проектом — созданием телескопа Black Hole Explorer (BHEX). Его задача — заглянуть за завесу тайны, окутывающую горизонт событий, и приблизиться к разгадке фундаментальных законов мироздания. BHEX — это не просто телескоп в привычном понимании. Это грандиозная сеть радиотелескопов, разбросанных по всему миру и объединенных в единый инструмент, обладающий беспрецедентной чувствительностью и разрешающей способностью. Но даже такой мощи недостаточно, чтобы проникнуть в самые сокровенные глубины черной дыры.

Сеть телескопов исследует черную дыру, иллюстрация
Сеть телескопов исследует черную дыру, иллюстрация
Автор: ИИ Copilot Designer//DALL·E 3 Источник: www.bing.com

Для достижения поставленных целей ученые планируют вывести часть системы BHEX в космос, на расстояние 20 000 километров от Земли. Эта космическая антенна, работая в тандеме с земными обсерваториями, позволит значительно увеличить эффективный диаметр телескопа, сделав его сопоставимым с размером нашей планеты. Такой гигантский инструмент откроет перед астрофизиками невиданные ранее горизонты, предоставив возможность детально изучить одно из самых загадочных явлений во Вселенной — фотонное кольцо черной дыры.

Фотонное кольцо — это светящийся ореол, окружающий тень черной дыры на ее изображениях. Он возникает из-за искривления пространства-времени вблизи массивных объектов, предсказанного общей теорией относительности Эйнштейна. Фотоны, испускаемые аккреционным диском — горячим газом, вращающимся вокруг черной дыры, — не падают в нее по прямым траекториям, а огибают ее, отклоняясь от своего первоначального пути под действием гравитации.

Анализ формы, яркости и динамики фотонного кольца M87* является одной из главных задач проекта BHEX. Эта информация позволит ученым с невиданной ранее точностью определить массу и скорость вращения черной дыры, а также проверить на прочность саму общую теорию относительности в условиях экстремальной гравитации. Дело в том, что общая теория относительности, прекрасно описывающая гравитацию в масштабах планет, звезд и галактик, до сих пор не нашла общего языка с квантовой механикой, описывающей мир элементарных частиц. Наблюдения за черными дырами, этими природными «лабораториями» экстремальной гравитации, могут дать ключ к созданию единой теории, объединяющей квантовый мир и мир космологических масштабов.

Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики М 87. Это самое первое в истории человечества качественное изображение тени чёрной дыры, полученное напрямую в радиодиапазоне (Event Horizon Telescope)
Сверхмассивная чёрная дыра в центре галактики М 87. Это самое первое в истории человечества качественное изображение тени чёрной дыры, полученное напрямую в радиодиапазоне (Event Horizon Telescope)
Автор: Авторство: EHT Collaboration, CC BY 4.0 Источник: commons.wikimedia.org

Однако проект BHEX сталкивается и с рядом серьезных вызовов. Одной из главных задач является обработка колоссального объема данных, поступающих с многочисленных телескопов, разбросанных по всему миру и в космосе. Для этого потребуется создание принципиально новых алгоритмов и вычислительных мощностей, способных справиться с таким нескончаемым потоком информации. Но, несмотря на все трудности, игра стоит свеч. BHEX — это не просто очередной шаг в развитии астрономии, это качественный скачок, способный перевернуть наше представление о Вселенной и приблизить нас к пониманию самых глубинных законов природы.

0 комментариев

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Почему проект белорусского электрокара тихо закрыли (и при чём тут Китай)

Несколько лет нам обещали доступный белорусский электромобиль: по выставкам возили концепты Академии наук, а в финале показали электрический кроссовер Belgee EX50. Но громкая история закончилась...

Правда ли, что акулы старше деревьев? Почему в этом известном факте есть подвох на 200 миллионов лет

Утверждение о том, что акулы живут на Земле дольше деревьев, часто встречается в научно-популярных статьях и передачах о природе. История акул действительно насчитывает сотни миллионов лет, и они...

Ровесник Большого взрыва: в центре Млечного Пути нашли звездное скопление возрастом 13,4 миллиарда лет

Один из главных вопросов современной астрофизики — как именно и когда сформировалась наша Галактика, Млечный Путь. Согласно физическим моделям, сборка любой крупной галактики начинается...

Почему водители останавливаются после поворота, хотя основной светофор разрешал проезд, и правильно ли они поступают

На регулируемых перекрёстках нередко складывается ситуация, когда разрешающий сигнал основного светофора позволяет выполнить поворот направо, а сразу после поворота располагается пешеходный...

Почему на советском ЗИЛ-157 водитель специально спускал колёса прямо во время движения

Представьте, что тяжёлый грузовик едет по грунтовой дороге, впереди глубокая грязь или рыхлый снег. Казалось бы, перед таким участком нужно проверить, хорошо ли накачаны колёса. Но...

Сколько весит выдох планеты: метаболизм всех людей на Земле производит 2 миллиарда тонн CO₂ в год

Жизнедеятельность человека непрерывно связана с выработкой углекислого газа. С каждым вдохом в легкие поступает кислород, который разносится кровью по тканям и участвует в расщеплении питательных...