2018'in en çok beklenen bilimsel olayı: görünmeyeni görün!
1609'da, ne zaman Galileo Teleskopunu ilk kez gökyüzüne çevirdiğinde, insanoğlunun uzayda pek çok beklenmedik ve bilinmeyen şey bulacağını öngörüyor.
7 Ocak 1610'da Galileo, Jüpiter'in çevresindeki dört uyduyu keşfetmek için kendi yaptığı bir teleskop kullandı: Io, Europa, Ganymede ve Callisto.
Galileonun ölümünün 300. yıldönümünde, 8 Ocak 1942de, tesadüfen veya kaderle, Hawking Oxford, İngiltere'de doğdu. Hepsi kendi dönemlerinde evreni keşfeden temsili figürler.
Hawking'in hayatında, sağlığının bozulması ona birçok ıstırap getirdi. Ancak evren hakkındaki sonsuz merakına ve temel fizik konusundaki ustalığına güvenen Hawking, evren hakkında düşünmeyi asla bırakmadı. Tüm katkıları arasında en çok bilinen Kara delik Araştırma.
Çoğu insan için kara delikler artık garip bir kavram değil. Film ve televizyon çalışmalarında, bilim kurgu romanlarında ve popüler bilim makalelerinde çok sayıda karşımıza çıkıyor. Ancak kara delikler o kadar tuhaf ve harikadır ki, asla çözülemeyen birçok bulmacayı içerirler. Bu nedenle, bilim adamları onu keşfetmeyi asla bırakmazlar ve zaman zaman ilerleme kaydedilecektir. Örneğin 1 Ocak'ta Nature dergisinde yayınlanan bir makale, her galaksinin merkezindeki kara deliğin kütlesinin galaksideki yıldız oluşumuyla güçlü bir şekilde ilişkili olduğuna işaret etti.Bu yeni bir fikir olmasa da ilk Doğrudan gözlemsel kanıtı bir kez bulun.
2018'de kara deliklerin incelenmesi tarihi bir anı başlatacak. Çünkü, Yakında kara deliğin ilk "fotoğrafını" göreceğiz! Bu anın gelişini memnuniyetle karşılamak için, bu hikayeyi baştan anlatacağız.
18. yüzyılda İngiltere'ye geri dönelim.
1.
John Michel (John Michell), belki de tarihte unutulmuş en büyük bilim adamlarından biri. Benjamin Franklin, Joseph Priestley ve Henry Cavendish, bu ünlü figürlerin hepsi onunla bağlantılı.
1783'te Cavendish'e gönderdiği ileri görüşlü bir yazıda, Yıldızların kütlesini ölçmek Yöntemler. Michellein keşfi şuna dayanmaktadır: Newton'un parçacık teorisi Hipotez, Işık parçacıklardan oluşur Michel, bir yıldız ışık yaydığında, yıldızın çekim kuvvetinin ışık hızını yavaşlatacağı ve yıldız ışığında gözlenebilir değişiklikler üreteceği sonucuna vardı. Işık prizmadan geçtiğinde, enerjideki azalmanın sapmayı farklı yapacağına ve hızın ne kadar yavaşladığını ölçebileceğine inanıyor. Böylece farklı yıldızların kırılma görüntülerini karşılaştırarak yüzey yerçekimlerini ölçebilir ve bunlardan kendi kütlelerini hesaplayabilir.
Michelle'den Cavendish'e yazılan mektubun bir kısmı.
Sonra, Michelle sorun hakkında düşünmeye başladı: Eğer bir yıldız yeterince büyükse ve bu nedenle yerçekimi yeterince güçlüyse, kaçış hızı ışık hızına eşit olabilir. Evet, ışık bile yıldızların kendi çekim kuvvetinden kaçamıyorsa, bu yıldızlar gökbilimciler tarafından tespit edilemez. Evrende ışığı yayamayan birçok görünmez gök cismi olması gerektiğine inanıyor.
Michel düşünmeyi bırakmadı, dolaylı yöntemlerle bu karanlık yıldızları tespit edebileceğimize inanıyordu, tabii bu karanlık yıldızların etraflarında parlak partnerler olması gerekiyordu. Bu, Michel'in öngörülerini bir kez daha kanıtlıyor: Böyle bir ikili yıldız sistemi, gerçekten de modern astronomlar tarafından kara deliklerin varlığını doğrulamak için kullanılan yöntemlerden biridir. Michelle'in hata yaptığı tek şey ışık hızıydı: 1905'te Einstein, yerel yerçekiminin gücünden bağımsız olarak ışık hızının aynı kaldığını kanıtladı.
1796'da ünlü matematikçi Laplace "Gök Mekaniği" kitabında benzer bir kavram ortaya attı: Bir nesnenin ağırlığı çok kuvvetliyse ışık hapsolur.
1799'da Young'ın çift yarık deneyi, Newton'un parçacık teorisine ciddi şekilde zarar veren ışığın dalga doğasını gösterdi. Michelle'in "karanlık yıldızı" parçacıklara dayandığından bu fikir terk edildi. 20. yüzyıla kadar fizik, tarihteki en heyecan verici ve büyük devrimi başlattı ve Michelle'in fikirleri yeniden canlandı.
2.
1915'te, Einstein Önerilen Genel görelilik Newton'un yerçekimi teorisini tamamen altüst etti, yerçekimini, uzay-zamanı eğimli hale getirdi, madde ve enerjiyi birbirine bağladı ve Michel'in öngördüğü "karanlık yıldız" için sağlam bir teorik temel attı.
Genel görelilik-Einstein'ın alan denkleminin temel denklemi. Denklemin sol tarafı uzay-zamanın geometrisini açıklar ve sağ tarafı uzay-zamanda bulunan şeylerin bilgilerini temsil eder.
Çoğu insan, özel göreliliğin uzay-zamanı ile genel göreliliğin uzay-zamanı arasındaki farka şaşırıyor. Metrik tensör Bu kavram. Metrik tensör, uzay-zamanın kendisinin nasıl eğri olduğunu tanımlar. Eğriliği, içinde bulunan maddeye, enerjiye ve basınca bağlıdır; yani evrenin içeriği, zamanın ve uzayın eğriliğini tanımlar. Benzer şekilde, uzay-zamanın nasıl eğildiği bize maddenin ve enerjinin nasıl hareket edeceğini söyler. Genel göreliliği tek bir cümleyle özetlerseniz, bu şöyle olur: " Madde zamana ve uzaya nasıl büküleceğini, zaman ve uzay ise maddeyi nasıl hareket ettireceğini söyler. "
Fizikte, genel görelilikte metrik tensör birkaç farklı bölümden oluşur. Yerçekiminin kütlenin neden olduğuna inanıyoruz: Bir nesnenin kütlesi ne kadar büyükse, etrafındaki uzay-zaman o kadar şiddetli bir şekilde bükülür, yerçekimi o kadar büyük olur. Genel görelilikte, bu kütle yoğunluğuna eşdeğerdir, katkı sağlar, ancak 16 bileşenden sadece biridir! Ayrıca basınç bileşenleri (radyasyon basıncı, vakum basıncı veya hızlı hareketin neden olduğu basınç gibi) da katkıda bulunur ve üç bileşen vardır. Son olarak, kütle ve gelgit kuvvetlerinin varlığında hacmin nasıl değiştiğini ve deforme olduğunu ve hareket eden bir nesnenin şeklinin bu kuvvetler tarafından nasıl bozulduğunu anlatan altı başka bileşen daha var.
1916'da, genel göreliliğin yayınlanmasından kısa bir süre sonra, Karl Schwarzschild (Karl Schwarzschild), Einstein'ın alan denkleminin ilk çözümünü buldu:
: Schwarzschild metriği, vakum Einstein alan denkleminin bir çözümüdür. Burada G = c = 1 olduğu varsayılmaktadır, burada r yarıçapı ve M kütleyi temsil etmektedir.
R = 2M (Schwarzschild yarıçapı) veya r = 0 olduğunda, Schwarzschild çözümünün tekil göründüğünü görüyoruz. Aslında, r = 2M'nin tekillikleri koordinat dönüşümü ile ortadan kaldırılabilir, ancak yarıçap sıfır olduğunda, bu tekillikler uzay ve zamandaki gerçek fiziksel tekillikleri gösterir. Schwarzschild teorik olarak kara delik olasılığını tahmin etti.
Bu garip gök cisimleri gerçekten evrende mevcutsa, nasıl oluştu? Bir yıldızın tüm yakıtı bittiğinde, kendi yerçekimi altında çökerek kompakt bir yıldız oluşturacağını biliyoruz. 1930'da, Chandraseca Hindistan'dan Birleşik Krallık'a uzanan çalışma çizelgesinde, kütlesinin Güneş'in kütlesinin 1,4 katından daha az olması durumunda, evrimin sonunda yıldızın oluşacağı hesaplanıyor. Beyaz cüce . Samanyolu'nda, yıldızların (Güneş dahil) yaklaşık% 97'si sonunda beyaz cüceler olacak. Yıldızın kütlesi bu sınırı aşarsa, ancak güneş kütlesinin 3,2 katından azsa, yıldız çökmeye ve oluşmaya devam edecektir. Nötron Yıldızı . Peki ya daha büyük kütleli yıldızlar? 1939'da Oppenheimer Ve öğrencileri gazetede, daha büyük kütleli yıldızların kaçınılmaz olarak çökmeye ve şekillenmeye devam edeceğini belirtti. Kara delik . Ancak Oppenheimer'ın sonucu ciddiye alınmadı.
Genel görelilik teorisine göre, güneşin kütlesi, gezegenlerin yörüngede olmasını sağlamak için uzay-zamanı büker. Bir nötron yıldızı, uzay-zamanı daha da fazla bükecektir. Bir kara delik zaman ve uzayda derin bir çukur yaratır, ışık bile kaçamaz. | Resim kaynağı: JAMES PROVOST
1960'lara kadar işler tersine dönmedi. O zamanlar, Einstein'ın yerçekimi teorisini inceleyen fizikçiler, Einstein'ın alan denklemlerinin çözümünün tekilliklerin ortaya çıkmasına izin verdiğini fark ettiler.Tekillikler, uzay ve zamanda sonsuz derecede eğri görünen noktalardır. Ama tekilliğin gerçek olup olmadığını bilmiyorlar.
3.
1958'de fizikçi David Finkelstein, Schwarzschild'in çözümünde Schwarzschild yarıçapındaki tekilliğin bir Olay ufku (Olay Ufku), bu geri dönüşü olmayan tek yönlü bir filmdir. Bir kez geçildiğinde artık ışık hızından daha düşük bir hızda geri dönemez ve kaçınılmaz olarak bir tekilliğe düşer.
Şekil 1: Olay ufku, geri dönüşü olmayan tek yönlü bir zar olarak kabul edilir ve bunun çevrelediği kürenin yarıçapı Schwarzchild yarıçapı olarak adlandırılır. Formülde, G yerçekimi sabitidir, c ışık hızıdır ve M kütledir. Güneşin kütlesi formülde ikame edilirse, Schwarzschild yarıçapı 3 kilometredir. | Resim kaynağı: Sunshine Deniz Feneri
Açıktır ki, Schwarzschild çözümü çok basit, statik küresel simetrik bir çözümdür ve rotasyonlu çoğu gök cismi için geçerli değildir. 1963'te bir adam aradı Roy Kerr Yeni Zelandalılar (Roy Kerr), dönen kara delikleri tanımlamak için kullanılabilecek daha genel bir Schwarzschild ölçüsü buldular. Bu daha karmaşık bir metriktir (bkz. Denklem 2)! Ve bu önemlidir çünkü çökmekte olan yıldızların son durumunu tanımlar - her zaman sıfır olmayan açısal momentuma sahiptirler. İki yıl sonra, Isla Newman (Ezra Newman) Yüklü durumu ekledi ve kara delik için başka bir çözüm buldu.
: Kerr çözümü dönen bir kara deliği tanımlar.
1965'te Hawking katıldı Roger Penrose (Roger Penrose) Penrose'un zaman ve mekanın tekilliğini kanıtladığı bir konferans. Bu, Hawking'in aynı anda kara delikler ve tekillikler çalışmasına dalmasını sağladı. Daha sonra, o ve Penrose işbirliği yaptı ve birlikte teklif etti " Tekillik teoremi "Bu, uzak geçmişte, evrenin o zamandaki gözlemlerle tutarlı olan sonsuz küçük bir tekillikte başlamış olması gerektiğini kanıtladı. Ancak tekillikte, bilinen tüm fizik yasaları çökecek.
1967'de gökbilimciler keşfetti Pulsar , Ve çok geçmeden onun hızla dönen bir nötron yıldızı olduğunu doğruladı. Bu, gece gökyüzünde kara deliklerin varlığına dair kanıt bulma umuduyla gökbilimcileri cesaretlendirdi. Aynı yılın sonunda teorik fizikçiler New York'ta bir konferansta John Wheeler (John Wheeler) "Kara delik" teriminden söz edilmesi onu resmi olarak popüler yaptı.
Aslında, 1963'te Dallas, Teksas'taki bir astrofizik konferansında kara delik terimi kullanıldı. 18 Ocak 1964'te, "kara delik" terimi ilk kez Science News'de Ann Ewing tarafından yazılan bir makalede ortaya çıktı. Ama ilk başta bu terimi kimin kullandığından kimse emin değil. | Resim kaynağı: BİLİM HABERLERİ MEKTUBU / SSP
1970'lerde Hawking, Carter ve diğerleri, Wheeler'ın kara deliklerin tüysüz olduğu varsayımını kanıtladılar! Kara delik oluştuktan sonra kara delik hakkında elde edebileceğimiz tek bilginin şu olduğunu kanıtladılar: kalite , Şarj etmek ile Açısal momentum . Diğer tüm bilgiler kaybolur ve kara deliğin herhangi bir dışbükey şekli yoktur. Tüysüz teorem .
Klasik fizik kategorisinde, tekillik teoreminin ispatına ek olarak, Hawking, 1970 yılında hoş bir matematiksel keşif yaptı: olay ufkunun yüzey alanı her zaman artar. Yani, iki kara delik birleşirse, toplam olay ufku alanı azaltılamaz. Alan teoremi Bunun önemli bir sonucu, birleşen karadeliğin yaydığı yerçekimi dalgalarının enerjisinde bir üst sınırın olmasıdır. (Yerçekimi dalgaları, Einstein'ın 1916'da Genel Görelilik'ten aldığı bir tahmindir. Yerçekimi dalgaları, tıpkı suya atılan taşların neden olduğu dalgalanmalar gibi, genellikle zaman ve uzayın "dalgaları" olarak adlandırılır. Esas olan, aslında uzay-zaman eğriliğinin dalgalanmasıdır.)
1973'te Hawking ve diğer iki fizikçi, başlıklı bir makale yazdı. "Kara Deliklerin Termodinamiği Kanunları" Makale, kara delikler hakkında aşina olduğumuz termodinamik yasalarına benzer bir dizi yasayı özetledi. Kağıt vurgulamaktadır Kara deliğin sıcaklığı sıfırdır (Hiç kimse kara deliklerden kaçamayacağı için yayılmayacaktır) ve Fiziksel entropi yok .
Termodinamiğin dört yasası ile kara delik termodinamiği yasaları arasındaki analoji. | Resim kaynağı: Fay
Ancak, genç bir yüksek lisans öğrencisi Jacob Bekenstein Bu görüşe katılmıyorum. Kara deliklerin entropiye sahip olmaması halinde, termodinamiğin ikinci yasasının ihlal edileceğini fark etti. Çünkü bu durumda herhangi bir entropi nesnesini kara deliğe atabiliriz, böylece dış evrenin toplam entropisini azaltabiliriz. Bu nedenle, termodinamiğin ikinci teoremini kurtarmak için kara deliğin entropisinin yüzey alanıyla orantılı olması gerektiğine inanıyor.
1974'te Hawking, kara deliğin yakınında kavisli uzay-zamanda parçacıkların davranışını dikkatlice incelemek için kuantum mekaniğini kullandı ve şunu açıkladı: kara deliklerin sıcaklığı vardır! Ve sıcaklığı olan tüm nesneler gibi, kara delikler de radyasyon üretebilir, bu fenomene Hawking radyasyonu . Hawking güzelce koydu Yerçekimi, kuantum mekaniği ve termodinamik birbirine bağlanın. Bu büyük bir zafer, ancak zaferin arkasında daha derin bir sorun yatıyor: Kara delik bilgi paradoksu .
Kara delik radyasyonu, kara deliğin buharlaşana kadar kütle kaybetmeye devam edeceği anlamına gelir. Öyleyse, kara deliğe düşen nesnelerin nihai kaderi nedir? Genel görelilik teorisi, bir kara deliğe giren bilginin bir daha asla ortaya çıkmayacağını ve kara delik buharlaştıkça ortadan kaybolacağını savunur. Peki bilgi nereye gitti? Ancak kuantum teorisine göre, bilgi asla gerçekten kaybolmayacak veya kopyalanmayacaktır. Bu soru 40 yılı aşkın süredir fizikçileri rahatsız ediyor ve hala bir cevap yok.
Bugün Hawking'in 76. doğum günü. | Resim kaynağı: Hawking Weibo
4.
Yukarıda birçok teorik gelişmeden bahsetmiştik, ancak kara delikler gerçekten var mı? Kara delikleri gözlemlemenin en iyi yolu, Michelin yukarıda bahsedilen derin içgörüsüdür: Çift yıldız sistemi . Evrende ikili yıldız sistemleri evrenseldir. Kara deliğin partneri bir yıldızsa, yıldızın maddesi kara deliğin yerçekimi tarafından çekilecektir. Aktarılan maddenin kendisi açısal momentuma sahip olduğundan, bu madde sözde oluşacaktır. Toplama diski . Toplama diskinin sıcaklığı çok yüksektir ve termal radyasyonunun zirvesi spektrumdadır. Röntgen Grup. Bu nedenle, X-ışınlarını tespit etmek, kara delikleri bulmak için mükemmel bir gözlem yöntemi haline geldi.
Cygnus X-1'in sanatsal hayal gücü | Kaynak: NASA / CXC / M.Weiss
1972'de gökbilimciler keşfetti Cygnus X-1 (Cygnus X-1) muhtemelen bir kara deliktir. Daha sonra Cygnus X-1'deki kompakt nesnenin kütlesinin doğru ölçümleri (güneşin kütlesinin yaklaşık 15 katı), bunun bir kara delik olduğunu gösterdi.
Yerçekimi dalgalarını nasıl yakalayabiliriz? İnsanlar tarafından yakalanan ilk yerçekimi dalgaları, Dünya'dan 1,3 milyar ışıkyılı uzaklıkta, 1,3 milyar ışıkyılı uzaklıktaki iki kara delik arasındaki şiddetli çarpışmadan elde edildi. 1.3 milyar yıl sonra, çarpışmanın oluşturduğu dalgaların yoğunluğu dünyayı geçtiklerinde büyük ölçüde azaldı: LIGO tarafından tespit edilen uzay ve zamandaki dalgalanmalar çekirdekten binlerce kat daha küçük. | Resim kaynağı: Nobelprize
2016'dan beri kara delik bulmanın bir başka yolu da son iki yılda manşetlere hükmetmek. Yerçekimi dalgaları . Bilim adamları, kara delik radyasyonunun ürettiği yerçekimi dalgaları aracılığıyla kara deliklerin kütlesini ölçebilirler. Gelecekte, yerçekimi dalgası astronomisinin hızla gelişmesiyle birlikte, kesinlikle daha fazla sürpriz getirecek.
Yerçekimi dalgaları tarafından tespit edilen kara deliklerin (mavi) ve elektromanyetik radyasyonla tespit edilen kara deliklerin (mor) karşılaştırması Yerçekimi dalgaları tarafından tespit edilen kara deliklerin kütleleri nispeten büyüktür. Yeni doğrulanmış yerçekimi dalgası olayı GW170608 şekilde gösterilmemiştir. | Resim kaynağı: LIGO / Virgo
Yukarıda bahsedilen sabit yıldız kara deliklerine ek olarak, daha da heyecan verici bir keşif, hemen hemen tüm büyük galaksilerin bir merkezin merkezinde yer almasıdır. Süper kütleli kara delik . 1964'te gökbilimciler gizemli bir gök cismi keşfettiler Quasar Ayırt edici özelliklerinden biri, devasa içsel parlaklığıdır ve radyasyon gücü, sıradan galaksilerin yüzlerce veya binlerce katı olabilir. Ve böylesine büyük bir enerji çok küçük bir ölçekte yayılıyor, bu da kuasarların tüm Samanyolu'nun güneş sisteminden daha küçük bir ölçekte yüz kat daha fazla enerji yayabileceğini gösteriyor! Bu nasıl olabilir? İlk başta bilim adamlarının kuasarların enerji mekanizması konusunda kafası karışmıştı.
Aralık 2017'de gökbilimciler, merkezinde süper kütleli bir kara delik bulunan, etrafı bir birikme diski ile çevrili ve jetler eşliğinde bugüne kadarki en uzak kuasarı keşfettiler. Kuasarların bazı tipik gözlemsel özellikleri vardır: uzak yıldız nesneleri; spektrumdaki güçlü emisyon çizgileri; devasa içsel parlaklık; yıllara ve hatta saatlere göre ışık değişiklikleri; güçlü X-ışını radyasyonu; bazı kuasarlar Belirgin jetler vardır; radyasyonun enerji spektrumu temelde tüm elektromanyetik dalga bantlarını, yani radyo, kızılötesi, optik, ultraviyole, X-ışını ve hatta gama ışınlarını içerir. Her kuasarın tüm bu gözlemsel özelliklere sahip olmadığı unutulmamalıdır. | Resim kaynağı: Robin Dienel
Güneş sisteminden daha küçük bir ölçekte hesaplamalar yoluyla, çok sayıda yıldız, nükleer füzyon veya süpernova patlamaları yoluyla kuasarlar gibi kararlı enerji çıktısı elde edemez. Gökbilimciler, süper kütleli kara deliklerin yerçekimi enerjisini elektromanyetik dalgalara dönüştürdüğü ve kuasarların enerji sorununu açıklamak için çevredeki gazı biriktirerek serbest bıraktığı bir mekanizma önerdiler.
1971'de Donald Lynden-Bell ve Martin Rees, Samanyolu galaksisinin merkezinde de 26.000 ışıkyılı uzaklıkta süper kütleli bir kara delik olduğunu tahmin ettiler. 1974'te gökbilimciler, Samanyolu'nun merkezinden yayılan büyük miktarda radyo dalgasını bulmak için NRAO'nun taban çizgisi interferometresini kullandılar, varlığını doğruladılar ve ona Yay A * (Yay A *) adını verdiler.
Gökbilimciler, Samanyolu galaksisinin merkezinde ilginç bir fenomen keşfettiler: Bazı yıldızlar, hiç ışık yaymayan bir nokta etrafında hareket ediyor gibi görünüyor. Gökbilimciler on yıldan fazla bir süredir bu noktanın yakınında yıldızları gözlemlediler ve bu yıldızlar çok, çok yüksek hızlara çıkarılacaklar. Gözlemlenen yıldız yörüngesine bu kadar küçük bir alanda neden olabileceği tek bir olasılık vardır ve bu yıldızların süper kütleli kara deliklerin yörüngesinde olmasıdır. | Resim kaynağı: LIGO / Virgo
Geçtiğimiz birkaç on yılda, gökbilimciler galaksilerin merkezlerinde süper kütleli kara deliklerin varlığına dair giderek daha fazla kanıt topladılar. Örneğin, güçlü yerçekimi kuvvetlerinin çevredeki yıldızlar üzerindeki etkileri ve çevreleyen maddelerin birikmesiyle fıskiyelerin oluşması vb.
Mayıs 2017'de Austin'deki Texas Üniversitesi ve Harvard Üniversitesi'ndeki gökbilimciler, kara deliklerin temel ilkesini incelediler. Maddenin kara deliğe emildiğinde tamamen ortadan kaybolduğunu kanıtlayan yeni kanıtlar buldular ve bu da olayı daha da doğruluyor. Ufkun varlığı. | Fotoğraf kredisi: Mark A. Garlick / CFA
Çok çaba sarf etmemize rağmen, kara deliği doğrudan görüntülemedik ve olay ufkunun varlığını doğrulayacak yeterli kanıt yok. Ancak tüm bunlar bu yıl değişecek. Çünkü Event Horizon Teleskopu (Event Horizon Telescope) yakında ilk gözlem sonuçlarını yayınlayarak astrofizikteki en uzun ve yüksek profilli sorunlardan birini ortaya çıkaracak.
5.
Nisan 2017'de bilim adamları, Event Horizon Telescope (EHT) olarak adlandırılan Dünya'nın boyutuna eşdeğer bir çözünürlüğe sahip bir teleskop oluşturmak için dünya çapında sekiz radyo astronomi gözlemevini (bazıları tek radyo teleskopları, bazıları dizi radyo teleskopları) birbirine bağladı. ).
Event Horizon Teleskopu, dünyadaki sekiz büyük teleskoptan oluşur ve Dünya'nın büyüklüğünde bir interferometre oluşturur. | Fotoğraf kredisi: APEX, IRAM, G. Narayanan, J. McMahon, JCMT / JAC, S. Hostler, D. Harvey, ESO / C. Malin
EHT'nin gözlem hedefleri, Samanyolu galaksisinin merkezindeki Sgr A * (27.000 ışıkyılı uzaklıkta ve güneşin kütlesinin 4 milyon katı) ve M87 galaksisinin merkezindeki kara deliktir (M87 Başak kümesindeki en büyük gökada, merkezi kara deliğin 6 milyar katı kütleye sahiptir). Güneşin kütlesi, ancak uzaklık 50 ila 60 milyon ışıkyılıdır). Uzun taban hattı interferometresini ve diyaframın entegre teknolojisini kullanan bilim adamları, 10 gün boyunca iki süper kütleli kara deliği gözlemlediler. Verileri topladıktan sonra, bilim adamları Amerika Birleşik Devletleri ve Almanya'da veri analizi yaptı.
İlk kara delik resminin görülmesi bekleniyor. | Resim kaynağı: Doğa
15 Aralık 2017'de Antarktika'dan gelen son veri grubu da yer aldı. Bilim adamları, veri kalibrasyonu ve veri sentezinin hızını artırıyor. Her şey yolunda giderse, kara deliğin ilk resmini birkaç ay içinde görebiliriz. İdeal bir fotoğraf şu olabilir: parlak bir hilal. Kara deliğin dönüşünün ürettiği Doppler etkisi nedeniyle maddenin bize bakan tarafı daha parlak, yeryüzünden uzak olan tarafı daha koyu olacaktır.
Kara delik toplama diskinin manyetohidrodinamik modeline dayanarak, bilim adamları Sgr A * 'nın radyo sinyalinin sonuçları üzerinde beş farklı simülasyon gerçekleştirdiler. | Resim kaynağı: arXiv: 1601.06799
Sonuç, genel göreliliğin öngördüğü gibi mi olacak? Sadece olay ufkunun ilk resmini görmek istemiyoruz, aynı zamanda genel göreliliğin aşırı yerçekimi altında doğru olup olmadığını test etmek için olay ufkunun şeklini ve boyutunu ölçmek gibi kara delik fiziğinin temel teorilerini test edebileceğini umuyoruz. Ek olarak, astrofizikçiler EHT verilerinin, kara deliğin her iki tarafından ışığa yakın bir hızla büyük madde akımlarının (fıskiyelerin) fırlatıldığını açıklamalarına yardımcı olabileceğini umuyorlar. Bazı kara delikler (M87 dahil), ana galaksiden bile daha büyük jetlere sahiptir. Ancak tüm galaksiler böyle değildir Yay A'da jetler varsa, o kadar küçük ve zayıftır ki şimdiye kadar gözlenmemiştir. Bilim adamları, bu jetlerin hangi malzemeden yapıldığından hala emin değiller, ancak bu jetler galaksilerin evriminde son derece önemli bir rol oynuyor.
Toplama diskinin yönünün pozitif mi (soldaki iki resim) veya yandan mı (sağdaki iki resim) olması, gördüğümüz kara deliğin görünümünü büyük ölçüde değiştirecektir. | Resim kaynağı: Falcke ve Markoff (2013)
Sonuç ne olursa olsun, sadece bir kara deliğin ilk görüntüsünü inşa etmek zaten çığır açan bir başarıdır. Artık kara delik simülasyonuna veya sanatsal hayal gücüne güvenmemize gerek kalmayabilir. 2016, yerçekimi dalgalarının yılıysa ve 2017, nötron yıldızlarının birleşme yılıysa, o zaman 2018, olay ufukları yılı olacaktır. Genel görelilik ve kara deliklerin altın çağında yaşıyoruz. Bir zamanlar "denenemez" olarak kabul edilen şey birdenbire gerçek oldu.
