gov-civil-vilareal.ptKas ir pēdējais, ko tu redzētu, iekrītot melnajā caurumā?
>2019. gada aprīlī, astronomi izlaida an pārsteidzošs supermasīva melna cauruma attēls galaktikas M87 centrā . Tas bija visaugstākās izšķirtspējas melnā cauruma attēls, kāds jebkad uzņemts, un tajā bija redzams briesmīgi kvēlojošs neskaidrs materiāla gredzens ar tumšu plankumu centrā. Tas nebija melnais caurums, bet savā ziņā tas bija ēna ; lielāks telpas apjoms ap to, kur neviena orbīta nav stabila, un pat pati gaisma galu galā iekrīt bezgalīgi dziļā bedrē.
Pirmais supermasīvā melnā cauruma “ēnas” attēls. Tas parāda reģionu ap melno caurumu, kura masa ir 6,5 miljardus reižu lielāka par Saules masu un atrodas 55 miljonu gaismas gadu attālumā no Zemes galaktikas M87 kodolā. Kredīts: NSF
Lai cik foršs būtu šis attēls, tas ir neskaidrs divu iemeslu dēļ. Viens ir tas, ka, neskatoties uz to notikumu horizonta teleskops (kā sauc masīvu, kas veica novērojumus), apvienojot teleskopu spējas burtiski visā pasaulē, izšķirtspēja vienkārši nav pietiekami augsta, lai redzētu daudzas detaļas - no 55 miljons gaismas gadu attālumā pat liels melnais caurums izskatās diezgan mazs. Otrs ir tas, ka ekspozīcijas laiks bija garš, tāpēc visas funkcijas, piemēram, gāzes lāses, kas virpuļoja ap melno caurumu, tika izplūdušas.
Kas būtu a daudz kā izskatās šī melnā cauruma momentuzņēmums ar lielāku izšķirtspēju?
Astronomu un fiziķu komanda nolēma risināt šo problēmu . Izmantojot Einšteina vienādojumus vispārējai relativitātei, kas nosaka telpas un gaismas uzvedību melnā cauruma tuvumā, viņi izveidoja attēlu sēriju, lai izpētītu, kā tas izskatītos no attāluma.
Rezultāti ir ārkārtīgi forši :
Simulācija par to, kā izskatītos melnais caurums galaktikas M87 centrā, kad tā liek gaismu ap to. Apakšā: gaismas momentuzņēmumi ap melno caurumu dažādos laikos. Augšā: visu momentuzņēmumu salikums kopā, parādot notikumu horizonta teleskopa redzēto vēsturiskajā 2019. gada attēlā. Kredīts: pielāgots no Džonsons u.c.
Oho. Ko tas nozīmē?
Apakšējā attēlu rinda ir trīs atsevišķi momentuzņēmumi, kas izgatavoti, izmantojot to simulāciju ar melnā cauruma fiziskajām īpašībām, atdarinot reālā melnajā caurumā esošās. Piemēram, viņi izmantoja 6,2 miljardu saules masu, skata leņķi, kas atbilst mūsējam M87, un materiāla daudzumu, kas virpuļo ap to plakanajā diskā, ko sauc par akrecijas disku (aprēķināts, izmantojot šī materiāla infrasarkanos novērojumus). Mērogs ir neticami mazs; 50 μas = 50 mikrosekundes, kur viena loka sekunde ir aptuveni ASV kvartāla lielumā vairāk nekā 5 kilometru attālumā. Tātad tas ir burtiski kā redzēt a baktērija tajā ceturksnī.
Augšējā attēlā ir parādīta vairāku momentuzņēmumu kombinācija, lai parādītu, ko patiesais notikumu horizonta teleskops būtu redzējis ilgākā ekspozīcijā, ja tam būtu bezgalīga izšķirtspēja. Jūs iegūstat gaišu, nedaudz asimetrisku gredzenu, no kura gan no iekšpuses, gan ārpuses nāk gaisma, bet centrā - tukšu melnu tukšumu.
Tātad, ko tas nozīmē?
Vai būtu iespējams iegūt reālu melnā cauruma attēlu, kas vairāk izskatās kā šis sim? Patiesībā, jā! Viens no veidiem būtu radio teleskopu palaišana kosmosā, paplašinot masīva bāzes līniju. Jo tālāk teleskopi atrodas viens no otra, jo augstāka ir izšķirtspēja. Problēma ir tāda, ka radioteleskopiem jābūt lieliem, desmitiem metru platiem, ja ne lielākiem, un kaut ko tādu izmērīt kosmosā nav viegli. Interesanti, vai tuvākajās desmitgadēs mēs to spēsim? Varbūt pat būvēt dažus uz Mēness, atpūšoties līdzīga izmēra krāteros, kas tos ievieto stabilitātes nodrošināšanai ... Ja mēs varētu, mēs iegūtu attēlus, kas konkurē ar šī aprēķina rezultātu.
Tomēr līdz tam mēs varam strādāt ar to, kas mums ir, un tas joprojām ir diezgan labi. Mēs daudz mācāmies par to, ko jūs redzētu, ja iekristu melnajā caurumā. Jūs to neredzētu garš -tuvojoties gaismas ātrumam, jūs tuvotos-un jūs, iespējams, būtu aizņemts, lai gravitācijas un plūdmaiņu laikā plosītos gabalos un tik un tā būtu ceptas no augstas enerģijas starojuma. Bet tomēr, diezgan forši.
