Сенсационное заявление сделали европейские ученые: им удалось впервые сделать фотографию черной дыры - сверхмассивного коллапсара в далекой галактике Messier 87, находящейся в скоплении Девы.
Расстояние до этой черной дыры - около 50 млн световых лет, или почти 500 квинтиллионов (500 миллионов триллионов) километров. Чтобы ее сфотографировать, потребовалась сеть из восьми телескопов, расположенных на разных континентах.
"То, что мы видим [на снимке], - больше по размеру, чем вся наша Солнечная система, - пояснил Би-би-си профессор Университета Неймгена в Нидерландах Хейно Фальке. - Масса этой черной дыры превышает солнечную в 6,5 млрд раз".
"Это одна из самых массивных черных дыр, которые в принципе могут существовать, - добавил профессор. - Абсолютный монстр, чемпион Вселенной в сверхтяжелом весе".
Это настолько важная новость для всего научного мира, что журналистам объявили о ней на пресс-конференции, которую одновременно провели сразу в шести городах: в Брюсселе, Вашингтоне, Сантьяго-де-Чили, Тайбэе, Токио и Шанхае - на четырех языках.
Дело в том, что до сегодняшнего дня все наши представления о черных дырах были исключительно теоретическими. Само их реальное существование было лишь научной гипотезой - пусть и очень убедительной.
Русская служба Би-би-си постаралась (как можно проще) ответить на самые очевидные возникающие вопросы.
Ученые не знали, существуют ли черные дыры на самом деле?
Строго говоря, да, не знали - точнее, не были уверены. И уж точно ни одной не видели - до сегодняшнего дня. Существовали лишь убедительные косвенные доказательства.
На бытовом уровне это можно сравнить с громом и молнией. Мы знаем, что разряд молнии порождает мощную ударную волну, которую мы воспринимаем как гром, и одно без другого существовать не может.
Однако молния может быть скрыта за толстым слоем облаков или высотными зданиями, и тогда мы слышим только удар грома, а самой молнии не видим - но можем с уверенностью предположить, что она была. Хотя и не можем полностью исключить другие объяснения.
Примерно так же и с черными дырами. Их существование было предсказано более общими научными теориями (впервые - еще в конце XVIII века) и с тех пор многократно подтверждено расчетами. Но "вещественных доказательств" у ученых не было - а теперь есть.
Кстати, ровно по такому же принципу физики десятилетиями прицельно искали предсказанные ранее гравитационные волны и бозон Хиггса. И в итоге - после десятилетий поисков - нашли и то и другое.
"Значимость нашего открытия состоит в том, что оно превратило математический концепт горизонта событий, который обычно представляет собой написанные на доске формулы, в реальный объект - во что-то, что можно проверить, измерить и наблюдать", - заявил один из руководителей проекта Лучано Реццола.
Что мешало сделать фотографию раньше?
Штука в том, что увидеть черную дыру попросту невозможно - ни невооруженным глазом, ни с помощью аппаратуры. Поэтому она и называется черной.
Мы видим те или иные объекты, когда отраженные от них лучи света попадают на светочувствительные рецепторы в наших глазах. В отсутствие света зрение становится совершенно бесполезным.
Представьте себе, что вы находитесь в абсолютно темной комнате, куда не проникает никакой свет. Что вы увидите вокруг? Ничего. Темноту. Даже если пространство вокруг вас заставлено вещами, вы можете их нащупать - но не увидеть.
В комнате вы можете воспользоваться прибором ночного видения: он улавливает невидимое инфракрасное излучение и переводит его в видимую часть спектра.
Однако в случае с черной дырой ее притяжение так велико, что преодолеть его не может никакое излучение, доступное нашим телескопам - ни радиоволны, ни рентгеновское излучение, ни гамма-лучи, - не говоря уже про видимый солнечный свет.
Так что улавливать попросту нечего.
Как же удалось сфотографировать то, что невозможно увидеть никакой аппаратурой?
Строго говоря, на фотографии не сама черная дыра, а ее "внешняя оболочка" - точка невозврата, также известная как горизонт событий.
Так называется область пространства-времени, внутри которой гравитация черной дыры уже не дает вырваться наружу никакой информации, но снаружи у лучей еще есть возможность избежать притяжения.
Уловить и сфотографировать эти лучи - прошедшие по самому краю горизонта событий, но не поглощенные черной дырой - на протяжении многих лет пытался проект Event Horizon Telescope (EHT). Это сложная сеть радиотелескопов, расположенных на разных континентах и совместно анализирующих информацию.
Задача эта не из простых. Время и пространство вокруг черной дыры сильно искривлены, а кроме того, ее окружает плотное облако космической пыли и газа.
Однако после нескольких лет сбора и анализа информации это, наконец, удалось сделать.
Собранной информации было так много, что переслать ее по интернету было просто невозможно: сотни жестких дисков пришлось свозить самолетами в аналитические центры в Бонне и Бостоне.
"Нам удалось сделать то, что казалось предыдущему поколению невозможным", - заявил руководитель проекта, профессор Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики Шеперд Дойлеман.
Так что же на снимке?
Как объясняет профессор Фальке, идеально круглую черную дыру окружает "огненное кольцо" - это устремляющийся в нее горячий газ, разогретый до невероятных температур.
Газ светится так сильно, что затмевает по яркости несколько миллиардов звезд, расположенных в той же галактике, - поэтому его можно увидеть с Земли.
Сама черная окружность - это область внутри горизонта событий, откуда свет вырваться уже не может. Там перестают действовать все привычные нам законы физики.
Источник: bbc.com