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.

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Скорость света была втрое выше, а гравитация — в 27 раз сильнее: как новая модель Вселенной прошла проверку Большим взрывом

Согласно стандартной космологической модели, которую в физике называют Лямбда-CDM, привычное нам вещество — звезды, планеты, межзвездный газ и мы сами — составляет лишь около...

Angelears Celest × CVJ Iris — красивые снаружи и добрые внутри — обзор динамических внутриканальных наушников

Сегодня на обзоре новая модель внутриканальных наушников Iris от коллаборации сразу нескольких брендов — Angelears, Celest и CVJ. Новая модель наушников динамическая, это значит,...

Почему вода в Байкале резко пошла вверх после 20 лет засухи: что показала история озера за 343 года

Озеро Байкал в Южной Сибири содержит около пятой части всех мировых запасов жидкой поверхностной пресной воды. Состояние этого водоема и благополучие миллионов людей вокруг него зависят от баланса...

Почему четырёхканальный звук не смог победить стерео

В середине XX века звукозапись переживала стремительную эволюцию. Монофонические системы, передававшие звук по одному каналу, уступили место стереофонии, которая создавала ощущение...

Каков реальный шанс выиграть в лотерею? Математика объясняет, почему миллионы билетов остаются без крупных призов

Лотерейный билет стоит сравнительно недорого, а возможный выигрыш иногда измеряется миллионами. Именно поэтому даже люди, которые редко участвуют в розыгрышах, время от времени покупают билет,...

Недостроенный советский ускоритель в Протвино: что покажет экспертиза 21-километрового тоннеля

21 километр под землёй, три ступени ускорения и 176 миллионов рублей тоько на обследование. Почему советский коллайдер так и не запустили и что с ним будет теперь.