Телескоп NASA «Хаббл» обнаружил огромную черную дыру весом в 20 миллионов солнц. Европейская южная обсерватория совместно с "Телескопом горизонта событий" представили первую в истории фотографию сверхмассивной черной дыры в центре галактики Млечный Путь, в которой находится Земля.
Первая фотография черной дыры
Поэтому она не может быть применена к телам, движущимся с околосветовыми и световой скоростями. Лишённая этого недостатка релятивистская теория тяготения была создана, в основном, Эйнштейном сформулировавшим её окончательно к концу 1915 года и получила название общей теории относительности ОТО [11]. Именно на ней и основывается современная теория астрофизических чёрных дыр [6]. По своему характеру ОТО является геометрической теорией. Она предполагает, что гравитационное поле представляет собой проявление искривления пространства-времени которое, таким образом, оказывается псевдоримановым, а не псевдоевклидовым, как в специальной теории относительности. Связь искривления пространства-времени с характером распределения и движения заключающихся в нём масс даётся основными уравнениями теории — уравнениями Эйнштейна. Искривление пространства Псевдо римановыми называются пространства, которые в малых масштабах ведут себя «почти» как обычные псевдо евклидовы.
Так, на небольших участках сферы теорема Пифагора и другие факты евклидовой геометрии выполняются с очень большой точностью. В своё время это обстоятельство и позволило построить евклидову геометрию на основе наблюдений над поверхностью Земли которая в действительности не является плоской, а близка к сферической.
Теперь в распоряжении астрофизиков есть фото, на котором отчетливо видна тень горизонта событий. Следовательно, темная материя тут ни при чем. Строго говоря, саму черную дыру невозможно увидеть, однако ее тень хорошо различима на фоне поглощаемого черной дырой вещества. Еще не так давно, в 2013 году, говоря о свойствах черных дыр, ученые предпочитали использовать сослагательное наклонение: «По разным оценкам, кандидатов в черные дыры существует несколько десятков… И почти все такие кандидаты в черные дыры 20—30 обнаружены в нашей Галактике.
Массы компактных объектов могут быть от трех до 12 солнечных масс и даже более». В 2019 году астрофизики смогли впервые сфотографировать черную дыру в центре галактики М87. Но один раз — не факт.
На Землю «легла тень» одного из самых загадочных объектов во Вселенной Расстояние до «пожирательницы звезд» в центре Млечного Пути — 27 тысяч световых лет. Теперь идея о том, что в центре нашей Галактики находится сверхмассивная черная дыра, не просто научная гипотеза, а экспериментально подтвержденный факт. Ранее предполагалось, что галактики и скопления галактик собираются в том месте, где уже есть большая масса темной материи.
Теперь в распоряжении астрофизиков есть фото, на котором отчетливо видна тень горизонта событий. Следовательно, темная материя тут ни при чем. Строго говоря, саму черную дыру невозможно увидеть, однако ее тень хорошо различима на фоне поглощаемого черной дырой вещества. Еще не так давно, в 2013 году, говоря о свойствах черных дыр, ученые предпочитали использовать сослагательное наклонение: «По разным оценкам, кандидатов в черные дыры существует несколько десятков… И почти все такие кандидаты в черные дыры 20—30 обнаружены в нашей Галактике.
Поглощение идет с выделением огромной энергии. Но запечатлеть явление не удавалось, поэтому оно не является непосредственным доказательством существования дыр. И вот сейчас впервые в истории ученые решили продемонстрировать реальное фото сразу двух черных дыр.
Заглянуть прямо в самое сердце бесконечности. Одна расположена в центре галактики М87, находится от Земли на расстоянии 55 миллионов световых лет, эквивалентна 7 миллиардам солнечных масс, вторая - в центре нашей галактики Млечный Путь, на расстоянии около 26 тысяч световых лет от Земли, обладает четырьмя миллионами солнечных масс, не излучает видимого и инфракрасного света. Диаметр этой дыры всего 24 миллиона километров, мизер по космическим меркам. Разглядеть ее кажется просто фантастикой, с тем же успехом можно попытаться невооруженным глазом увидеть коробок спичек на Луне. Чтобы наблюдать такую дыру, требуется по-настоящему огромный и очень мощный телескоп. И ученые создали такой инструмент.
Первое фото черной дыры в центре нашей галактики: когда его сделали на самом деле
Чёрные дыры из научной абстракции стали реальностью, которую можно увидеть. 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. Астрофизики показали более четкую фотографию черной дыры, которая находится в 55 млн световых лет от нашей планеты. 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.
Что дала нам первая фотография черной дыры?
Фото чёрной дыры в центре галактики: как оно сделано и почему важно. Впервые чёрные дыры появились в его формулах, но сам великий учёный сомневался в их существовании. 12 мая 2022 года астрономы показали первое изображение сверхмассивной чёрной дыры Стрелец A* расположенной в центре Млечного Пути.
Опубликован первый в истории снимок черной дыры
Но если черная дыра окружена светоизлучающим материалом, таким как плазма, уравнения Эйнштейна предсказывают, что часть этого материала должна создавать «тень» или контур черной дыры и ее границы, также известной как горизонт событий — уровень, попав за который уже ничто не может вернуться назад. Основываясь на новых изображениях M87, ученые считают, что они впервые видят тень черной дыры в виде темной области в центре каждого изображения. Теория относительности предсказывает, что мощное гравитационное поле заставляет свет огибать черную дыру, образуя яркое кольцо вокруг ее силуэта, а также заставляет окружающий материал вращаться вокруг нее со скоростью, близкой к скорости света. Яркое кривое кольцо на полученных фотографиях предлагает визуальное подтверждение этих эффектов: материал, движущийся в кольце в нашу сторону, оказывается более ярким, чем тот, который движется от нас. Из этих изображений астрофизики вычислили, что черная дыра примерно в 6. Небольшие различия между каждым из четырех полученных изображений также подтверждают, что материал рядом с черной дырой перемещается почти со скоростью света. На фото, полученных в течение недели, хорошо видно, как меняется внешний вид черной дыры.
В будущем мы, возможно, сможем создать целый фильм о жизни черной деры. Сегодня же мы видим первые кадры». Природа была добра к нам Изображения были получены с помощью массива телескопов планетарного масштаба, называемого Event Horizon или EHT. Он состоит из восьми радиотелескопов, каждый из которых находится в отдаленной от городов высокогорной среде, включая горные вершины Гавайев, испанскую Сьерра-Невады, чилийскую пустыню и льды Антарктики. Схематичное расположение телескопов, создавших изображение черной дыры. В любой день каждый телескоп работает независимо, наблюдая астрофизические объекты, которые излучают слабые радиоволны.
Тем не менее, черная дыра бесконечно меньше и темнее, чем любой другой радиоисточник в небе.
Это ограничение удается немного преодолеть из-за вращения Земли вокруг своей оси, благодаря чему можно собрать еще немного радиоволн. Основная проблема в том, что итоговое изображение будет все равно сильно зашумленным. Алгоритм Кэти Боуман позволяет убрать шумы и построить приемлемую картину. Фото: Katie Bouman Полученную радиотелескопами информацию можно интерпретировать по-разному и сгенерировать таким образом целый «зоопарк» изображений. Однако не следует думать, что исследователи просто притянули результат к своим представлениям о том, как должна выглядеть черная дыра. Существуют строгие ограничения, продиктованные тем, что астрономам известно о космосе. Ученые знают, на что должны быть похожи астрономические объекты и на что они не похожи. Это позволяет отсеять огромное количество вариантов, изображающих то, что не может находиться в центре галактик.
Допустим, мы запускаем симуляцию, в которой генерируется черная дыра в соответствии с предсказаниями теории относительности Эйнштейна, после чего экзотический объект помещается в центр Млечного Пути. В результате моделируются данные, которые в этом случае должен получить Event Horizon Telescope. Если бы черная дыра на самом деле выглядела иначе или ее вообще не было , данные телескопов были бы совершенно другими и алгоритм Боуман мог бы получить совершенно другие изображения. Алгоритм, в свою очередь, подобен сборщику пазла. Он анализирует скудные данные, полученные телескопами, и выстраивает на их основе общую картинку, используя фрагменты тысяч введенных в него изображений космических и даже земных объектов. Если из различных наборов изображений получается именно изображение черной дыры которую мы симулировали , то ученые могут быть уверены, что алгоритм работает правильно.
Технология PRIMO основана на методе, который позволяет компьютерам генерировать правила при помощи обучающего материала. Например, если компьютеру показывают несколько разных фотографий бананов, после обучения он сможет определить, изображены ли на картинке фрукты.
В целом PRIMO позволяет компенсировать недостающую информацию о наблюдаемом объекте, что машина и сделала, проанализировав 30 000 изображений чёрных дыр. Эти данные позволят учёным серьёзно переработать свои теоретические модели и тесты гравитации, а также лучше понять не только М87, но и нашу собственную чёрную дыру в центре галактики Млечный Путь. Самым загадочным явлением сейчас выступают интенсивные струи энергии, которые извергает М87.
Представлено первое в своем роде фото чёрной дыры в большом разрешении 13 апреля 2023 17:00 Вениамин Ветролесов Человечество впервые увидело единственную в своём роде фотографию сверхмассивной чёрной дыры в полном разрешении. 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.
Сквозь пространство и время: самый ужасающий объект во Вселенной
Согласно New Scientist, астрофизики предполагали, что внутрь столь огромной черной дыры будет струиться настоящий мощный поток вещества и излучения. Это первое в истории изображение черной дыры – M87. Как оказалось, чёрные дыры могут не только уничтожать звезды, но и рождать новые.
NASA показала новую (и очень красивую!) визуализацию черной дыры
This new visualization of a black hole illustrates how its gravity distorts our view, warping its surroundings as if seen in a carnival mirror. В 2019 году та же команда ученых опубликовала первое в истории фото черной дыры — M87 в галактике Мессье 87. Впервые в истории наблюдений не схематическое изображение, а фотография, настоящий снимок черной дыры. Модель черной дыры со светящимся кольцом вращающихся поглащаемых частиц вокруг и бьющими вверх и вниз потоками плазмы. фото, мультимедиа, фотоленты, новости в фотографиях, фотография, черные дыры, в мире.