Исследователи Национального научного фонда во время пресс-конференции в Вашингтоне, США, 10 апреля 2019 года
Фото:

EPA-EFE/PETE MAROVICH

«Представьте, что вы с Земли пытаетесь сфотографировать апельсин, который лежит на Луне», — примерно так описала съемки черной дыры участница международной группы исследователей, которые 10 апреля обнародовали первое в истории фото черной дыры.

Проект под названием Event Horizon Telescope (Телескоп горизонта событий, EHT) использовал восемь радиотелескопов, расположенных на 3 континентах, чтобы сфотографировать черную дыру в центре галактики Messier 87 (M87), в созвездии Девы на расстоянии около 55 млн световых лет от Земли.

Эта черная дыра считается одной из самых тяжелых среди тех, которые известны ученым, ее масса превышает массу Солнца в 6,5 млрд раз, астрономы в шутку называют ее «монстром» и «чемпионом в тяжелом весе». В чем заключается важность этого фото, выясняло Громадское.

Что увидели ученые

Если быть точными, ученым удалось сфотографировать не саму черную дыру, а ее «тень» — то, как дыра выглядит на фоне диска из яркой и раскаленной материи, которая его окружает. Эта материя состоит из газа. Но сама черная дыра — это часть пространства-времени, которая, по своей природе, не может быть заметна: у нее настолько мощная сила гравитации, что ее не может покинуть ни один объект, даже свет. Словом, черная дыра затягивает все, что в нее попадает, ее граница — «горизонт событий», точка невозврата.

Как «фотографировали»

Непосредственно наблюдения за черной дырой продолжались несколько суток в апреле 2017 года. При этом астрофизикам повезло: во всех точках планеты, где расположены обсерватории, была хорошая погода.

Участники проекта изначально планировали получить изображение сверхмассивной черной дыры в ядре Млечного Пути. Эта черная дыра под названием «Стрелец А*», относительно маленькая: ее масса превышает солнечную всего в 4 млн раз. Впрочем, команда ученых решила пойти дальше и исследовать черную дыру в галактике M87, поскольку она является одной из крупнейших и наиболее близко расположенных к Земле. Кроме того, за ней оказалось гораздно проще наблюдать, чем за «Стрельцом А*».

Фото черной дыры получили не с помощью оптического телескопа, а благодаря интерферометрии — процесса, который сочетает данные одновременного наблюдения из нескольких радиотелескопов. Астрономы привлекли шесть обсерваторий в Мексике, США (штаты Аризона и Гавайи), Чили и Испании, и направили восемь мощных радиотелескопов в центр галактики M87. Собранные одновременно данные исследовали, затем объединили и получили долгожданное изображение.

Презентация фотографии черной дыры, расположенной в центре галактики M87, во время пресс-конференции Европейского исследовательского совета в Брюсселе, Бельгия, 10 апреля 2019 года
Фото:

EPA-EFE/STEPHANIE LECOCQ

Опережая время

Как объяснил Пол Херц, директор астрофизического отдела в штаб-квартире NASA в Вашингтоне, еще несколько лет назад ученые считали, что для этого исследования им придется построить очень большой космический телескоп.

«Но благодаря тому, что радиотелескопы по всему миру работали слаженно, как один инструмент, команда EHT достигла этого на десятилетие раньше», — объяснил ученый.

Эйнштейн был прав

Обнародованное учеными изображение черной дыры фактически подтверждает теорию гравитации и общую теорию относительности, предложенную Альбертом Эйнштейном в 1915 году: именно она предполагала существование черных дыр. Об этом Громадскому рассказал Богдан Гнатик, украинский ученый-астрофизик, доктор физико-математических наук, научный сотрудник Астрономической обсерватории КНУ имени Тараса Шевченко.

Черные дыры до недавнего времени существовали как гипотетические объекты. Лишь в последние 10-15 лет ученые-астрофизики позволяли себе заявлять об их существовании, поскольку доказывали это экспериментально. Ведь черная дыра — это объект, наличие которого нельзя подтвердить «материально».

К примеру, открыв новую планету, можно запустить на нее спутник, взять пробы почвы и доставить на Землю. С черной дырой так сделать нельзя, объясняет Гнатик: это часть пространства-времени, из которой к нам сигналы не доходят. Мы можем получать сигнал только из окрестности черной дыры — так называемого горизонта событий, что, собственно, и сделали ученые.

«Впервые нам удалось заглянуть так близко, до самого горизонта событий, в так называемую поверхность черной дыры, и опять же подтвердить, что общая теория относительности Эйнштейна — справедливая, такие объекты есть, и их свойства действительно соответствуют характеристикам, которые предсказывает общая теория относительности. Оказывается, эйнштейновская теория выдерживает все испытания и остается правильной», — объяснил астрофизик.

Важно ли именно визуальное изображение?

Нет. Как объяснил ученый, чего-то «качественно нового» это открытие не принесло. Ведь ученые и раньше моделировали вид и строение черных дыр, а теперь только подтвердили предыдущие моделирования.

«Фото нам реально показало то, что есть. Грубо говоря, вы сейчас взяли лучший микроскоп и увидели более подробно, скажем, клетку», — рассказал ученый.

Наиболее подробным изображением черной дыры в массовой культуре считается образ черной дыры «Гаргантюа», которая изображена в голливудской ленте «Интерстеллар». За ее визуализацию отвечал американский астрофизик Кип Торн, который получил Нобелевскую премию за открытие гравитационных волн.

Поделиться: