Астрофизики из проекта Event Horizon Telescope опубликовали первое в мире фото чёрной дыры, которая находится в центре галактики Messier 87. Создание фото черной дыры также требует серьезного увеличения углового разрешения, что в данном случае эквивалентно чтению текста на телефоне в Нью-Йорке из кафе в Париже. Научный мир облетела долгожданная новость — получено первое изображение сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. (Фото предоставлено ЕКА / Хаббл) В течение многих лет ученые размышляли о том, как сверхмассивные черные дыры достигают таких огромных размеров.
Сквозь пространство и время: самый ужасающий объект во Вселенной
Этот «оранжевый пончик», как его окрестили, находится в центре галактики М87 в 55 миллионах световых лет от Земли, и мы уже видели его смутное изображение в 2019 году. Теперь же с помощью машинного обучения мы убедились, что уместнее называть эту чёрную дыру «тощим пончиком» из-за её очертаний. Эта фотография не только красивая, но ещё и очень информативная, поскольку она выявила центральную область, которая оказалась темнее, чем мы думали изначально. Ширина кольца на изображении также оказалась меньше, чем считалось раньше, а беспрецедентное качество картинки удалось получить при помощи искусственного интеллекта PRIMO. Технология PRIMO основана на методе, который позволяет компьютерам генерировать правила при помощи обучающего материала.
Объект, притянутый черной дырой, скорее всего, не сможет оттуда вернуться. Чтобы преодолеть гравитацию черной дыры, нужно развить скорость выше скорости света, но человечество пока не знает, как это можно сделать. Гравитационное поле вокруг черной дыры очень сильно и неоднородно, поэтому все объекты рядом с ней меняют форму и структуру. Та сторона предмета, которая находится ближе к горизонту событий, притягивается с большей силой и падает с большим ускорением, поэтому весь предмет растягивается, становясь похожим на макаронину. Это явление описал в своей книге «Краткая история времени» знаменитый физик-теоретик Стивен Хокинг. Еще до Хокинга астрофизики назвали это явление спагеттификацией. Если описывать спагеттификацию с точки зрения космонавта, который подлетел к черной дыре ногами вперед, то гравитационное поле будет затягивать его ноги, а затем растянет и разорвет тело, превратив его в поток субатомных частиц. Со стороны увидеть падение в черную дыру невозможно, так как она поглощает свет. Сторонний наблюдатель увидит лишь, что приближающийся к черной дыре объект постепенно замедляется, а затем и вовсе останавливается. После этого силуэт объекта будет становиться все более размытым, обретать красный цвет, и наконец просто исчезнет навсегда. По предположению Стивена Хокинга, все объекты, которые притягивает черная дыра, остаются в горизонте событий. Из теории относительности следует, что вблизи черной дыры время замедляется вплоть до остановки, поэтому для того, кто падает, самого падения в черную дыру может никогда не произойти. А что внутри? Достоверного ответа на этот вопрос по понятным причинам сейчас не существует.
Учёные уже давно наблюдают звёзды, обращающиеся вокруг какого-то невидимого, компактного и очень массивного тела в центре Млечного Пути. Есть много свидетельств того, что этот объект, известный как Стрелец A — чёрная дыра, и публикуемое сегодня изображение даёт первое прямое визуальное доказательство этого. Хоть мы и не можем видеть чёрную дыру, так как она действительно абсолютно чёрная, выдаёт её окружающий светящийся газ: мы наблюдаем тёмную центральную область называемую тенью , окружённую яркой кольцеобразной структурой.
Визуализация черной дыры Фото: NASA Черная дыра — это экстремальный способ воздействия на пространство — когда в одном месте собрали так много вещества или энергии, что пространство-время свернулись и образовали специфическую область. Можно говорить, что черная дыра — это объект, но с бытовой точки зрения объект — это что-то имеющее поверхность. Если идти по абсолютно темной комнате, можно наткнуться на стол, это будет объект с началом в конкретной точке. Если в абсолютно темной комнате или с завязанными глазами попасть в черную дыру, невозможно заметить ее границу. Потому что нет никакой твердой поверхности, человек сразу окажется внутри этой области. Сергей сравнивает такой переход с государственными или областными границами. Если идти по лесу из одной страны в другую, то без указателей и карт невозможно заметить, в какой точке кончается одно государство и начинается другое. Лес в Финляндии ничем не отличается от леса в России, и нет никакой четкой границы, на которую можно наткнуться. И черная дыра — это такая область, где масса свернула пространство-время, и в итоге никакие предметы не могут ее покинуть, как только пересекут границу. Все, что туда попало, навсегда останется за горизонтом. Черные дыры интересны в первую очередь как экстремальные объекты. Это максимально скрученное пространство-время, и многие эффекты становятся более заметны вблизи черных дыр. Начинают появляться принципиально новые физические феномены. Визуализация черной дыры Фото: NASA В теории гравитации стремятся подобраться как можно ближе к этим экстремальным объектам. Поэтому, говорит Сергей, изучение поведения вещества в окрестности черных дыр — очень интересная штука. Как обнаружить черную дыру В конце своей жизни массивные звезды могут превращаться в черные дыры. И на этапе, когда только пытались найти первые черные дыры, возник вопрос: как их можно обнаружить. Первая идея была такой: звезды, особенно массивные, нередко рождаются парами. Одна из таких звезд превращается в черную дыру, и мы перестаем ее видеть. При этом она продолжает существовать. Предполагалось, что мы сможем увидеть вращение соседней звезды вокруг этого невидимого объекта, при помощи вычислений измерить его массу и обнаружить, что в этом месте находится черная дыра. Сергей Попов рассказывает, что исторически это был первый предложенный способ поиска. С 60-х годов ученые пытались искать их по такому методу, но ничего не обнаружили. Последние пару лет стали появляться возможные кандидаты на звание черных дыр, но ученые пока не уверены, что в паре с обычными звездами находятся именно они. Визуализация черной дыры Фото: NASA Если опять обратиться к черной дыре, которая соседствует со звездой, то вещество с обычной звезды может перетекать в дыру. Черная дыра своей гравитацией будет засасывать это вещество. Если представить, что в нее одновременно кинули два камня, они могут столкнуться над горизонтом на скорости почти равной скорости света.
Юрий Ковалев
- Самая важная вещь во вселенной. Снимок черной дыры стал научным прорывом?
- Происхождение
- Что такое черная дыра
- Первое в истории фото черной дыры.
- Черная дыра – что это, как выглядит, описание, строение, характеристики, фото и видео
- Опубликовано первое в истории фото черной дыры в полном разрешении
Фотография черной дыры: совсем не фотография и не совсем черной дыры
Фото чёрной дыры в центре галактики: как оно сделано и почему важно. По словам участников проекта, получить фотографию черной дыры в Млечном Пути было намного сложнее, чем в галактике Messier 87, поскольку газ, вращающийся вокруг нее, совершает полный оборот всего за пару минут. This new visualization of a black hole illustrates how its gravity distorts our view, warping its surroundings as if seen in a carnival mirror. Американское космическое агентство NASA опубликовало на своем сайте анимированную визуализацию черной дыры. Фотография сверхмассивной черной дыры в галактике Messier 87.
Опубликовано первое в истории фото черной дыры в полном разрешении
Левая часть изображения выглядит ярче, чем правая, потому что газ с этой стороны аккреционного диска движется по направлению к наблюдателю, что придает ему дополнительную скорость и увеличивает яркость. Если же смотреть по центру, то эта диспропорция не заметна, так как материя не движется вдоль направления взгляда наблюдателя. По его словам, такие изображения помогают понять, что имел в виду Эйнштейн, когда говорил о том, как гравитация «обволакивает ткань пространства и времени».
Лоренцем была предложена новая система преобразований пространственно-временных координат известных сегодня как преобразования Лоренца , относительно которых уравнения Максвелла оставались инвариантными. Развивая идеи Лоренца, А. Пуанкаре предположил, что все прочие физические законы также инвариантны относительно этих преобразований. В 1905 году А. Эйнштейн использовал концепции Лоренца и Пуанкаре в своей специальной теории относительности СТО , в которой роль закона преобразования инерциальных систем отсчёта окончательно перешла от преобразований Галилея к преобразованиям Лоренца. Классическая галилеевски-инвариантная механика была при этом заменена на новую, Лоренц-инвариантную релятивистскую механику. В рамках последней скорость света оказалась предельной скоростью, которую может развить физическое тело, что радикально изменило значение чёрных дыр в теоретической физике.
Однако ньютоновская теория тяготения на которой базировалась первоначальная теория чёрных дыр не является лоренц-инвариантной. Поэтому она не может быть применена к телам, движущимся с околосветовыми и световой скоростями.
То же самое и там. Когда газ падает вокруг черной дыры, он из-за трения нагревается до высоких температур и светится, как любое раскаленное тело Константин Постнов.
Астрофизик отметил, что светятся плазма и газ, которые нагреты до огромных температур в окрестностях черной дыры. Постнов объяснил, что черная дыра — это очень глубокая «потенциальная яма», компактный объект с большой массой. Туда падает газ, нагревается до высоких температур и светится в разных диапазонах света. Другими словами, если в земле выкопать яму и что-то туда бросить, то чем глубже будет отверстие, тем больше скорость падающего объекта, то есть он будет выделять больше энергии.
Результат на Нобелевскую премию Ведущий научный сотрудник Института ядерных исследований РАН Вячеслав Докучаев в беседе с «360» объяснил, что современная астрофизика считает черные дыры самыми важными объектами во вселенной. До сих пор ученые имели только косвенные доказательства, что эти черные дыры существуют. Сегодня произошло выдающееся событие. Впервые человечеству была предъявлена фотография реального изображения черной дыры.
Физики ждали этого 100 лет. Эти объекты были предсказаны в теории Эйнштейна более 100 лет назад Вячеслав Докучаев. Докучаев уверен, что результат, полученный учеными, тянет на Нобелевскую премию, но ему обидно, что в таком значимом мероприятии не участвовала Россия. В том числе потому, что в стране нет ни одного мощного радиотелескопа.
А это важно для осмысления нашего места во вселенной и смысла жизни не только отдельного человека, а всей цивилизации», — добавил Докучаев. Важны не фото, а свойства Вице-президент РАН Юрий Балега в разговоре с «360» не был так обрадован новостью о полученной фотографии. По его мнению, мы увидели то, что интересно широкому обывателю, но для физики важны физические свойства объектов, чтобы «мы могли написать картину мира».
Результаты показали, что центральная область дыры больше и темнее, чем считалось раньше. Также она окружена ярким, но довольно тонким кольцом аккрецирующего газа. Для сбора данных о черной дыре M87 ученые задействовали сеть из семи телескопов, расположенных в разных частях мира. Но даже они не смогли охватить нужный объем пространства. Возникли пробелы, похожие на недостающие кусочки головоломки.
Опубликовано более чёткое прямое фото чёрной дыры — снимок показал динамику аккреционного диска
(Фото предоставлено ЕКА / Хаббл) В течение многих лет ученые размышляли о том, как сверхмассивные черные дыры достигают таких огромных размеров. Ученые использовали глобальную сеть телескопов, названную Event Horizon Telescope, для изучения сверхмассивной черной дыры, располагающейся в созвездии Стрельца на расстоянии 26 тысяч световых лет от Земли. Телескоп NASA «Хаббл» обнаружил огромную черную дыру весом в 20 миллионов солнц.
Самая важная вещь во вселенной. Снимок черной дыры стал научным прорывом?
| Hubble сделал снимки чёрной дыры, которая формирует новые звезды | Скачать изображение тени сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* в высоком разрешении можно на сайте NSF. |
| Впервые в истории ученые сфотографировали черную дыру | Обнародована первая фотография черной дыры. |
| Впервые в истории опубликована фотография черной дыры галактики — 12.05.2022 — В мире на РЕН ТВ | Европейская южная обсерватория (ESO) совместно с Телескопом горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) показали первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути. |
Астрофизики показали самую чёткую на сегодня фотографию чёрной дыры
Первая фотография черной дыры, полученная с помощью системы радиотелескопов Event Horizon Telescope, стала главной новостью прошлой недели. После получения первого фото черной дыры группы ученых сосредоточились на новом объекте — черной дыре в центре нашей галактики. Впервые человечеству была предъявлена фотография реального изображения черной дыры. По словам участников проекта, получить фотографию черной дыры в Млечном Пути было намного сложнее, чем в галактике Messier 87, поскольку газ, вращающийся вокруг нее, совершает полный оборот всего за пару минут.
Что дала нам первая фотография черной дыры?
Астрофизики показали более четкую фотографию черной дыры, которая находится в 55 млн световых лет от нашей планеты. Фото чёрной дыры Чёрная дыра в центре M87 (слева) в поляризованном свете и Sgr A* (справа) в поляризованном свете. Существует еще один вид черных дыр — сверхмассивные черные дыры, которые образуют ядра большинства галактик. Фото чёрной дыры в центре галактики: как оно сделано и почему важно.
Юрий Ковалев
- NASA показала новую (и очень красивую!) визуализацию черной дыры
- Астрономы впервые получили фото черной дыры в центре Млечного Пути - Афиша Daily
- Информация
- Опубликованы первые фотографии черной дыры — как их получили? | Пикабу
- Опубликовано первое в истории фото черной дыры
Опубликована первая в истории фотография черной дыры
Увидеть саму черную дыру невозможно так как она совершенно темная, но светящийся газ вокруг нее дает характерный признак: темную центральную область (называемую тенью), окруженную яркой кольцеобразной структурой. Ниже мы публикуем изображение черной дыры, фото из космоса — это реальное доказательство ее существования. Контраст не менялся и соответствует предсказанием для тени (черной дыры), несимметричная картинка говорит о вращении вещества. Спустя три года после публикации первой в истории фотографии чёрной дыры астрономы проекта Event Horizon Telescope (EHT) опубликовали второй такой снимок. Чёрные дыры из научной абстракции стали реальностью, которую можно увидеть. Тень чёрной дыры в галактике M87 и улучшенный вариант изображения в поляризованном свете / ESO.