На этой неделе мир впервые увидел Стрелец А* (Sgr A*), сверхмассивную черную дыру в центре нашей галактики. Изображение туманного золотистого кольца перегретого газа и изгибающегося света было получено с помощью телескопа «Event Horizon» - он представляет собой сеть из восьми радиообсерваторий, разбросанных по всему миру.
Фериал Озел, астроном из Университета Аризоны и член-основатель консорциума EHT, сказал, что увидеть изображение черной дыры - это как наконец-то встретиться в реальной жизни с человеком, с которым вы общались только в Интернете.
Для Андреа Гез, астрофизика из Калифорнийского университета, эта встреча была, пожалуй, больше похожа на встречу биографа со своим объектом после десятилетий описаний.
В 2020 году Гез была удостоена Нобелевской премии по физике за ее роль в открытии сверхмассивного объекта в ядре Млечного Пути. Сейчас этот объект известен как Стрелец А*, или сокращенно Sgr A*.
Гез изучает центр нашей галактики и орбиты тысяч звезд, вращающихся вокруг плотного объекта в самом ее сердце. Хотя она не участвовала в проекте EHT, но она говорит, что его «впечатляющие» достижения - в том числе открытие в 2019 году черной дыры в далекой галактике, известной как Messier 87 - предоставляют новые интригующие возможности для изучения космоса.
Газета Los Angeles Times поговорила с ней о черных дырах, космических сюрпризах и о том, какое отношение Эйнштейн имеет к приложению GPS на вашем телефоне.
-Каково это - наконец-то увидеть то, на изучение чего вы потратили всю свою карьеру?
Это очень волнительно. Мы живем в очень интересное время, когда технологии так быстро развиваются во многих сферах и позволяют нам по-новому взглянуть на эти невероятные объекты.
-Выглядит ли он иначе, чем вы ожидали?
Нет, на самом деле. Это кольцо можно увидеть примерно в два с половиной раза больше радиуса Шварцшильда (радиус горизонта событий, границы вокруг черной дыры, за которую не может выйти ни свет, ни материя). Это понимание того, где гравитация должна изгибаться, и именно там вы это видите. Впечатляюще.
-Насколько изменились технологические возможности исследователей с тех пор, как вы начали изучать черные дыры?
Огромный, огромный прогресс. Я часто говорю, что мы плывем на волне технологического развития. Все, что мы делаем, действительно можно назвать открытием с помощью технологий.
Мне нравится работать в таких областях, где технологии развиваются очень быстро, потому что это дает возможность увидеть Вселенную так, как вы не могли видеть раньше. И очень часто это приводит к неожиданным открытиям.
Нам очень повезло, что мы живем в этот момент, когда технологии развиваются так быстро». Телескоп «Event Horizon» - это новая история.
-Какие вопросы о Вселенной, оставшиеся без ответа, волнуют вас больше всего?
Сейчас у меня есть несколько любимых. Один из них, который меня очень волнует, - это наша возможность проверить, как работает гравитация вблизи сверхмассивной черной дыры, используя орбиты звезд, а также как ведёт себя зонд темной материи в центре галактики. Обе эти вещи должны наложить отпечаток на орбиты.
Мне нравится думать об этом следующим образом: Изначально эти орбиты расскажут вам о форме. А после этого вы можете задавать более детальные вопросы, потому что вы как бы знаете, в каком месте космоса находится звезда.
Например, S0-2 (это моя любимая звезда в галактике, а возможно, и во Вселенной) проходит вокруг нас каждые 16 лет. Сейчас мы находимся во втором пролете, и это дает нам возможность проверить теории Эйнштейна способами, отличными от тех, которые исследует телескоп «Event Horizon», а также ограничить количество темной материи, которое можно ожидать в центре галактики. Есть вещи, которые мы не понимаем в начале исследований, и для меня это всегда самая захватывающая часть измерений - когда вещи не имеют смысла.
-Каков ваш подход в такие моменты?
Вы должны быть абсолютно честны с собой. Вещи могут не иметь смысла, потому что вы совершаете ошибку, что является неинтересным результатом, или они могут не иметь смысла, потому что есть что-то новое, что нужно открыть. Этот момент очень важен, он невероятно захватывающий.
Мы только что обнаружили эти объекты в центре галактики, которые, кажется, растягиваются по мере приближения к черной дыре, а затем становятся более компактными. Они называются приливными взаимодействиями. Если вспомнить фильм «Интерстеллар» с большой гигантской приливной волной, то это похоже именно на такую волну, которая просто покрывает планету. Если мы видим, что звезды имеют такие виды взаимодействия, это означает, что они должны быть, я не знаю, в сто раз больше, чем все, что мы предсказывали для существования в этом регионе. Так что это заставляет вас почесать голову.
-Подтверждает ли новое изображение Sgr A* ваш вывод о том, что на данный момент общая теория относительности Эйнштейна, похоже, лучше всего объясняет, как действует гравитация во всей Вселенной?
Да. Безусловно. Черные дыры как бы представляют собой крах нашего понимания того, как работает гравитация. Мы не знаем, как заставить гравитацию и квантовую механику работать вместе. А чтобы объяснить, что такое черная дыра, нужно, чтобы эти две вещи работали сообща, потому что черная дыра - это сильная гравитация плюс бесконечно малый объект.
-Подождите, что? Я думал, черные дыры огромные.
Нет. Это изображение явлений, которые происходят вокруг черной дыры. У черной дыры нет конечного размера, но есть абстрактный размер горизонта событий, который является последней точкой, через которую свет может выйти. И тогда гравитационное взаимодействие с местным светом концентрируется в этом кольце, которое в два с половиной раза больше, чем горизонт событий.
В любом случае, мы знаем, что черные дыры представляют собой крах наших знаний. Вот почему все продолжают проверять идеи Эйнштейна о гравитации там, потому что в какой-то момент вы ожидаете увидеть то, что можно назвать расширенной версией гравитации, точно так же, как версии Эйнштейна были расширенной версией теории Ньютона.
-Справедливо ли говорить, что законы Ньютона хорошо объясняют, как работает гравитация здесь, на нашей маленькой планете, но нам нужен Эйнштейн, когда мы отправляемся во Вселенную?
Да, за исключением того, что мы сегодня считаем само собой разумеющимся: наши мобильные телефоны. Тот факт, что мы можем так хорошо ориентироваться в любимом дорожном приложении, объясняется тем, что системы GPS позиционируют ваш телефон относительно спутников, движущихся вокруг Земли. Эти системы должны использовать версию гравитации Эйнштейна. Так что, да. Мы могли бы использовать Ньютона, пока нас не заботили такие вещи, как эта.
По информации https://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=20220518090818
