Первое фото черной дыры: история создания

Сработало. Event Horizon Telescope (EHT) — «телескоп горизонта событий» — всегда казался маловероятным: создать виртуальный телескоп размером с Землю, чтобы сфотографировать тень черной дыры. Каждая часть этого предложения немножечко безумна. Но сработало. Спустя более десяти лет технической разработки и сбора средств, астрономы собрали EHT и показали первый снимок черной дыры: пузырек чистой гравитации, дыра в пространстве-времени, настолько странное предсказание общей теории относительности, что сам Альберт Эйнштейн долгое время не верил, что это вообще возможно.

И все-таки она существует

На шести одновременных пресс-конференциях на четырех континентах астрономы включили экраны с изображением, на котором любой специалист безошибочно узнал бы черную дыру: темный круг, окруженный кольцом света и свисающими огненными каплями, сгустки вещества, нагретые до 100 миллионов градусов и кружащие вокруг черной дыры со скоростью, близкой к скорости света.

Как выглядит черная дыра

Технически, это картина тени черной дыры: в частности, сверхмассивной черной дыры — монстра с 6,5 миллиарда солнечных масс в 55 миллионах световых годах от Земли — в центре галактики Messier 87. Черные дыры захватывают все, что падает внутрь, включая свет, поэтому они черные. В некотором смысле, они принципиально невидимые, односторонние космические люки, ведущие… непонятно куда. Но из-за того, как они деформируют пространство, они оставляют темный силуэт на пылающей, перегретой материи, которая их окружает. Именно эту сцену запечатлел и явил миру EHT.

C 1960-х годов, когда косвенные астрономические свидетельства и прорывы в теоретической физике сделали существование черных дыр практически бесспорным, эти объекты оказались в подвешенном состоянии: они были наиболее вероятным объяснением всевозможных необъяснимых явлений, но увидеть их не представлялось возможным.

В конце 1990-х годов все изменилось: астрономы по всему миру начали строить мощные высокочастотные радиообсерватории на возвышенностях Гавайев, Мексики, Чили и Южного полюса. Астрофизики-теоретики рассчитали, что теоретическое объединение этих телескопов с использованием метода под названием интерферометрия со сверхдлинными базами может позволить им увидеть тени сверхмассивных черных дыр, которые были достаточно большими и близкими к Земле. Самым большим призом всегда была черная дыра Стрелец A*, в четыре миллиона солнечных масс в центре Млечного Пути. Стрелец А* остается невидимым — по крайней мере, для публики. Но M87, единственная другая известная черная дыра в пределах досягаемости EHT, теперь попала на фото.

Обычно крупные научные открытия вроде такого быстро находят свой путь в массы, но в этот раз астрономы показали удивительную скрытность. Франс Кордова, директор National Science Foundation — которая вложила 28 миллионов долларов в ETH за долгие годы — впервые увидела снимок сегодня утром на пресс-конференции. Он растрогал ее до слез.

NSF и другие финансирующие учреждения пообещали, что результат будет «ошеломляющим» — и он таким и получился. Все-таки, мы получили первое прямое доказательство существования горизонта событий, определяющего границу черной дыры. Но любой, кто надеялся, что этот первый снимок разрушит железную строгость общей теории относительности Эйнштейна, разочаровался: черная дыра выглядит в точности так, как ее рисовали сто лет.

Но этот первый снимок — только начало. Со времени наблюдения 2017 года массив EHT уже вырос в размерах и остроте, к нему присоединился новый телескоп и присоединится еще один, а на каждом из объектов размещается более мощное оборудование для цифровой обработки сигналов. В будущем к EHT присоединятся все возможные телескопы для наблюдения M87, Стрельца А* и других черных дыр, одновременно и в разных диапазонах длин волн — радио, рентгеновском, гамма-лучевом, инфракрасном и оптическом.

Стоит также отметить, что за два часа после пресс-конференции в Интернете появилось не менее шести научных работ на тему наблюдения черной дыры. Они почти наверняка содержат новые догадки и вопросы, которые мы попытаемся нащупать и обнародовать в ближайшее время. Но задумайтесь на минутку вот о чем: разве не странно и не удивительно, что разумные двуногие, использующие инструменты в маленьком мире на задворках Солнечной системы, сумели каким-то образом превратить свою планету в телескоп и сфотографировать «выход» из Вселенной?

Давайте обсудим в нашем чате в Телеграме.