gov-civil-vilareal.ptAkú poslednú vec by ste videli, keby ste spadli do čiernej diery?
>V apríli 2019, astronómovia vydali an úžasný obraz supermasívnej čiernej diery v strede galaxie M87 . Bol to obrázok čiernej diery s najvyšším rozlíšením, aký bol kedy urobený, a ukazoval strašidelne žiariaci fuzzy prsteň materiálu s tmavou škvrnou v strede. Nebola to samotná čierna diera, ale v istom zmysle áno tieň ; väčší objem priestoru okolo neho, kde žiadna obežná dráha nie je stabilná, a dokonca aj samotné svetlo nakoniec padá do nekonečne hlbokej jamy.
Úplne prvý obraz „tieňa“ supermasívnej čiernej diery. Toto ukazuje oblasť okolo čiernej diery s hmotnosťou 6,5 miliardy krát väčšiu ako je Slnko, ktorá sa nachádza 55 miliónov svetelných rokov od Zeme v jadre galaxie M87. Kredit: NSF
Tento obrázok je taký cool, že je rozmazaný z dvoch dôvodov. Jedným z nich je, že napriek Event Horizon Telescope (ako sa nazýva pole, ktoré robilo pozorovania), ktoré kombinuje sily teleskopov doslova po celom svete, rozlíšenie nie je dostatočne vysoké na to, aby ste videli mnoho detailov - od 55 miliónov svetelné roky ďaleko, aj veľká čierna diera vyzerá dosť malá. Druhým je, že expozičné časy boli dlhé, takže všetky funkcie, ako sú kvapky plynu víriace okolo čiernej diery, boli rozmazané.
Čo by a veľa Ako vyzerá snímka tejto čiernej diery vo vyššom rozlíšení?
Tím astronómov a fyzikov sa rozhodol tento problém vyriešiť . Použitím Einsteinových rovníc pre všeobecnú relativitu, ktoré určujú, ako sa priestor a svetlo správajú v blízkosti čiernej diery, vytvorili sériu obrázkov na skúmanie toho, ako by to vyzeralo z diaľky.
Simulácia toho, ako by vyzerala čierna diera v strede galaxie M87, ktorá ohýba svetlo okolo seba. Dole: Snímky svetla okolo čiernej diery v rôznych časoch. Hore: Súhrn všetkých snímok dohromady, ktoré ukazujú, čo teleskop Event Horizon Telescope videl na historickom obrázku z roku 2019. Kredit: Prispôsobené z Johnson a kol.
Hej. Čo to znamená?
Spodný rad obrázkov sú tri samostatné snímky vytvorené pomocou ich simulácie s fyzikálnymi vlastnosťami čiernej diery, ktoré napodobňujú tie v skutočnej čiernej diere. Použili napríklad hmotnosť 6,2 miliardy slnečných hmôt, pozorovací uhol, ktorý sa zhoduje s naším M87, a množstvo materiálu, ktorý okolo neho víri v plochom disku nazývanom akrečný disk (vypočítané pomocou infračerveného pozorovania tohto materiálu). Mierka je neuveriteľne malá; 50 μas = 50 mikroarcsekúnd, kde jedna arcsekunda je veľká asi ako štvrtina USA vzdialená viac ako 5 kilometrov. Je to teda doslova ako vidieť a baktéria v tom štvrťroku.
Horný obrázok zobrazuje kombináciu niekoľkých snímok, ktoré ukazujú, čo by skutočný teleskop Event Horizon Telescope pri svojej dlhšej expozícii videl, keby mal nekonečné rozlíšenie. Získate jasný prstenec, mierne asymetrický, ktorý vyžaruje svetlo zvnútra aj zvonku, a v strede veľkú čiernu prázdnotu.
Čo to teda znamená?
Bolo by možné získať skutočný obraz čiernej diery, ktorá vyzerá viac ako tento sim? Vlastne áno! Jednou z možností by bolo vypustiť do vesmíru rádioteleskopy a rozšíriť základnú líniu poľa. Čím sú vaše teleskopy od seba ďalej, tým vyššie je rozlíšenie. Problém je v tom, že rádioteleskopy musia byť veľké, vo všeobecnosti desiatky metrov, ak nie viac, a dostať do vesmíru niečo takej veľkosti nie je jednoduché. Zaujímalo by ma, či to v nasledujúcich desaťročiach dokážeme, však? Možno dokonca postaviť nejaké na Mesiaci, odpočívajúce v kráteroch podobnej veľkosti, ktoré ich kvôli stabilite uhniezdia ... Ak by sme mohli, získali by sme obrázky, ktoré sa vyrovnajú výstupu tohto výpočtu.
Do tej doby však môžeme pracovať s tým, čo máme, a to je stále veľmi dobré. Dozvedáme sa veľa o tom, čo by ste videli, keby ste spadli do čiernej diery. Nevideli by ste to dlho -pohybovali by ste sa blízko rýchlosti svetla, ako by ste sa dostali tak blízko-a pravdepodobne by ste boli zaneprázdnení roztrhnutím na kusy gravitáciou a prílivom a odlivom a vyprážaním vysokoenergetickým žiarením. Ale aj tak celkom v pohode.
