Սև անցքը, ինչպես ցույց է տրված Interstellar ֆիլմում, ցույց է տալիս իրադարձությունների հորիզոնը բավականին ճշգրիտ ՝ պտտվող սև անցքերի շատ յուրահատուկ դասի համար: Պատկերի վարկ. Interstellar / R. Hurt / Caltech.

2018 թվականը կլինի մարդկության տարի, որն ուղղակիորեն «տեսնում է» մեր առաջին սև փոսը

Event Horizon աստղադիտակը ներկայացվել է առցանց և վերցրել իր տվյալները: Հիմա մենք սպասում ենք արդյունքներին:

Սև անցքերը տիեզերքի ամենաանհավանական օբյեկտներն են: Կան վայրեր, որտեղ այնքան մեծ զանգված է հավաքվել այնպիսի փոքր ծավալով, որ առանձին նյութի մասնիկները չեն կարող մնալ նորմալ, և փոխարենը կփլուզվեն եզակիության: Այս եզակիությունը շրջապատելը մի ոլորտի նման շրջան է, որը հայտնի է որպես իրադարձությունների հորիզոն, որի ներսից ոչինչ չի կարող փախչել, նույնիսկ եթե այն շարժվում է տիեզերքի առավելագույն արագությամբ `լույսի արագություն: Չնայած մենք գիտենք սև անցքեր ձևավորելու երեք առանձին եղանակներ և դրանցից հազարավոր մարդկանց ապացույցներ ենք հայտնաբերել, մենք երբեք մեկը ուղղակիորեն չենք պատկերել: Չնայած այն ամենին, ինչ մենք հայտնաբերեցինք, մենք երբեք չենք տեսել սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոն, կամ նույնիսկ հաստատել ենք, որ դրանք իսկապես ունեցել են մեկը: Հաջորդ տարի այդ ամենը փոխվելու է, քանի որ կբացահայտվեն Event Horizon աստղադիտակի առաջին արդյունքները ՝ պատասխանելով աստղաֆիզիկայի ամենաերկար հարցերից մեկին:

Նախատեսված ռադիո ուտեստների տեղանքները կլինեն Event Horizon աստղադիտակի զանգվածի մաս: Պատկերի վարկ. Իրադարձության Horizon աստղադիտարան / Արիզոնայի համալսարան:

Սև խոռոչի գաղափարը նորություն չէ, քանի որ գիտնականները դարեր շարունակ գիտակցել են, որ երբ դուք ավելի շատ զանգված եք հավաքում տվյալ ծավալի մեջ, դուք պետք է շարժվեք ավելի արագ և արագ արագությամբ `խուսափելու այն ստեղծած գրավիտացիոն ջրհորից: Քանի որ կա առավելագույն արագություն, որը ցանկացած ազդանշան կարող է երթևեկել `լույսի արագությամբ, դուք հասնում եք մի կետի, որտեղ այդ շրջանի ներսից որևէ բան թակարդում է: Ներքին նյութը կփորձի ինքն իրեն աջակցել գրավիտացիոն փլուզման դեմ, բայց ցանկացած ուժ կրող մասնիկ, որը փորձում է արտանետել, թեքվում է դեպի կենտրոնական եզակիությունը: չկա արտաքին ճնշում գործադրելու միջոց: Արդյունքում եզակիությունն անխուսափելի է ՝ շրջապատված իրադարձությունների հորիզոնով: Ինչ-որ բան, որ ընկնում է իրադարձությունների հորիզոն: Նաև ծուղակ; իրադարձության հորիզոնից ներսից բոլոր ուղիները տանում են դեպի կենտրոնական եզակիություն:

Ակտիվ սև խոռոչի նկարազարդումը, որը միավորում է նյութը և արագացնում դրա արտաքին մասը երկու ուղղահայաց ինքնաթիռներով, կարող է շատ առումներով նկարագրել մեր գալակտիկայի կենտրոնում գտնվող սև անցքը: Պատկերի վարկ. Mark A. Garlick.

Գործնականում կան երեք մեխանիզմներ, որոնց մասին մենք գիտենք իրական, աստղաֆիզիկական սև անցքեր ստեղծելու համար:

  1. Երբ բավականաչափ զանգվածային աստղ այրվում է իր վառելիքի միջով և անցնում է գերծանրքաշային, կենտրոնական կորիզը կարող է ներթափանցել ՝ նախածննդյան գերբեռնված աստղի զգալի հատվածը վերածելով սև անցքի:
  2. Երբ երկու նեյտրոնային աստղերը միաձուլվում են, եթե դրանց հետ համատեղ միավորվելուց հետո զանգվածը ավելի քան 2,5-ից 2.75 արևային զանգված է, դա կհանգեցնի սև խոռոչի արտադրության:
  3. Եվ եթե զանգվածային աստղը կամ գազի ամպը կարող են ուղղակի փլուզման ենթարկվել, ապա դա նույնպես կստեղծի սև փոս, որտեղ նախնական զանգվածի 100% -ը անցնում է վերջնական սև խոռոչի:
Պարզ սև շրջանակը պատկերող գեղարվեստական ​​գործը, թերևս դրա շուրջը օղակով, արտացոլված պատկեր է, թե ինչպիսին է իրադարձության հորիզոնը: Պատկերային վարկ. Վիկտոր դ Շվանբերգ:

Ժամանակի ընթացքում սև անցքերը կարող են շարունակել կուլ տալ նյութը ՝ աճելով և՛ զանգվածով, և՛ չափսով: Եթե ​​կրկնապատկեք ձեր սև խոռոչի զանգվածը, դրա շառավղը նույնպես կրկնապատկվում է: Եթե ​​այն տասնապատիկ ավելացնեք, շառավիղը նույնպես բարձրանում է տասը գործոնով: Սա նշանակում է, որ զանգվածով բարձրանալով `ձեր սև փոսն աճելուն պես, նրա իրադարձությունների հորիզոնն ավելի ու ավելի է մեծանում: Քանի որ դրանից ոչինչ չի կարող խուսափել, իրադարձությունների հորիզոնը պետք է հայտնվի որպես սև «անցք» տարածության մեջ ՝ փակելով լույսը դրա հետևից գտնվող բոլոր առարկաներից, որը բաղկացած է լույսի գրավիտացիոն ճկումից `ընդհանուր հարաբերականության կանխատեսումների պատճառով: Բոլորը պատմել են, որ մենք ակնկալում ենք, որ իրադարձությունների հորիզոնը կհայտնվի, մեր տեսանկյունից, 250% -ով ավելի մեծ, որքան ենթադրում էին զանգվածային կանխատեսումները:

Սև անցքը ոչ միայն մեկուսացված ֆոնի վրա գերակշռող զանգված չէ, այլ կցուցադրի գրավիտացիոն էֆեկտներ, որոնք ձգվում, մեծացնում և աղավաղում են ֆոնային լույսը գրավիտացիոն ոսպնյակների պատճառով: Պատկերային վարկ. Ute Kraus, Ֆիզիկայի ուսումնական խումբ Kraus, Universität Hildesheim; Axel Mellinger (ֆոն):

Հաշվի առնելով այս ամենը, մենք կարող ենք դիտել բոլոր հայտնի սև անցքերը, ներառյալ դրանց զանգվածները և որքան հեռու են դրանք, և հաշվարկենք, թե որ մեկը պետք է լինի Երկրից ամենամեծը: Հաղթող: Աղեղնավոր Ա *, մեր գալակտիկայի կենտրոնում գտնվող սև անցքը: 27,000 լուսային տարի հեռավորության վրա գտնվելու նրա համակցված հատկությունները, մինչդեռ այն դեռ հասնում է մի հիասքանչ զանգվածի, որը 4,000,000 անգամ ավելի է, քան Արեգակը այն դարձնում է թիվ 1: Հետաքրքիրն այն է, որ սև անցքը, որը հարվածում է թիվ 2-ին, M87- ի կենտրոնական սև փոսն է ՝ Կույս Կլաստերի ամենամեծ գալակտիկան: Չնայած դա ավելի քան 6 միլիարդ արևային զանգված է, այն գտնվում է մոտ 50–60 միլիոն լուսային տարի հեռավորության վրա: Եթե ​​ցանկանում եք տեսնել իրադարձությունների հորիզոն, մեր սեփական գալակտիկական կենտրոնը տեսնելու տեղն է:

Սև խոռոչի իրադարձությունների հորիզոնի հնարավոր պրոֆիլային ազդանշաններից մի քանիսը, որպես իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի սիմուլյացիա, նշում են: Պատկերի վարկ. Բարձր անկյունային լուծման և բարձր զգայունության գիտություն Միացված է Beamformed ALMA- ի, V. Fish et al., ArXiv: 1309.3519:

Եթե ​​դուք աստղադիտակ ունեինք Երկրի չափը, և մեր միջև ոչինչ չկա և լույսը արգելափակելու սև անցքը չլինի, դուք կկարողանաք տեսնել դա, ոչ մի խնդիր: Որոշ ալիքների երկարություններ համեմատաբար թափանցիկ են միջամտող գալակտիկական նյութի համար, այնպես որ, եթե դիտեք երկար ալիքի երկարությամբ լույսը, ինչպես ռադիոալիքները, ապա հնարավոր է, որ ինքնին տեսնեք իրադարձության հորիզոնը: Հիմա մենք Երկրագնդի չափը աստղադիտակ չունենք, բայց մենք ունենք ռադիո աստղադիտակների մի շարք ամբողջ աշխարհում, և այս տվյալները համատեղելու տեխնիկա ՝ մեկ պատկեր ստեղծելու համար: Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակը միավորում է մեր ժամանակակից տեխնոլոգիաների լավագույնը և պետք է հնարավորություն տա մեզ տեսնել մեր առաջին սև անցքը:

Երկրի կիսագնդերից մեկի իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի պատկերազարդման հնարավորություններին նպաստող տարբեր աստղադիտակների տեսակետ: Ապրիլին ստացվել են տվյալներ, որոնք պետք է հնարավորություն տան հաջորդ տարվա ընթացքում Աղեղնավոր Ա * -ի շուրջ տեղի ունեցած իրադարձության հորիզոնի հայտնաբերումը (կամ չբացահայտելը): Պատկերային վարկ ՝ APEX, IRAM, G. Narayanan, J. McMahon, JCMT / JAC, S. Hostler, D. Harvey, ESO / C. Մալին:

Մեկ աստղադիտակի փոխարեն, 15-ից 20 ռադիո աստղադիտակները հավաքվում են ամբողջ աշխարհում ՝ միաժամանակ դիտարկելով նույն թիրախը: Մինչև 12,000 կմ հեռավորությունը հեռավոր աստղադիտակների տարանջատմամբ, հնարավոր է լուծել փոքր, որքան 15 միկրոհամակարգ (μas) վայր ՝ լուսնի վրա թռչելու չափը: Հաշվի առնելով Աղեղնավոր Ա * -ի զանգվածն ու հեռավորությունը, մենք ակնկալում ենք, որ այդ թվից ավելի քան երկու անգամ ավելի մեծ թվացող լինի ՝ 37 μas: Ռադիոհաճախականությունների ժամանակ մենք պետք է տեսնենք, որ լիցքավորված մասնիկները արագացված են սև խոռոչով, բայց պետք է լինի «անվավեր», որտեղ ընկած է իրադարձության հորիզոնը: Եթե ​​մենք կարողանանք ճիշտ ճիշտ միավորել տվյալները, մենք առաջին անգամ պետք է կարողանանք կառուցել սև խոռոչի նկար:

Ընդհանուր հարաբերականության մեջ հինգ տարբեր սիմուլյացիա ՝ օգտագործելով սև խոռոչի միացման սկավառակի մագնիսհիդրոդինամիկ մոդելը, և թե ինչպես կանդրադառնա ռադիո ազդանշանը: Նշեք իրադարձության հորիզոնի հստակ ստորագրությունը ակնկալվող բոլոր արդյունքներում: Պատկերային վարկ. GRMHD- ի տեսանելիության ամպլիտելիության փոփոխականության սիմուլյացիաներ Sgr A *, L. Medeiros et al., Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակի պատկերների համար, arXiv: 1601.06799:

Իրադարձությունների հորիզոնական աստղադիտակը պարունակող աստղադիտակները առաջին իսկ նկարահանել են ՝ անցյալ տարի դիտելով Աղեղնավոր Ա * ն: Տվյալները հավաքվել են, և ներկայումս դրանք պատրաստվում և վերլուծվում են: Եթե ​​ամեն ինչ գործի այնպես, ինչպես նախագծված է, մենք կունենանք մեր առաջին պատկերը 2018 թվականին: Արդյո՞ք այն կհայտնվի, ինչպես կանխատեսվում է General Relativity: Փորձելու մի քանի անհավատալի բան կա.

  • արդյո՞ք սև անցքը ունի ճիշտ չափ, ինչպես կանխատեսվում է ընդհանուր հարաբերականությամբ,
  • արդյոք իրադարձության հորիզոնը շրջանաձև է (ինչպես կանխատեսվում է), կամ փոխարենը փլուզվի կամ երկարացվի,
  • արդյո՞ք ռադիոյի արտանետումները տարածվում են ավելի հեռու, քան մենք կարծում էինք, կամ
  • սպասելի պահվածքից այլ շեղումներ կան:
Հաշվողական սկավառակի կողմնորոշումը, ինչպես կա՛մ դեմքի (ձախ երկու պանելների), կա՛մ գծի վրա (աջ երկու վահանակ) կարող է զգալիորեն փոխել, թե ինչպես է մեզ հայտնվում սև անցքը: Պատկերային վարկ. «Իրադարձությունների հորիզոնին. Գալակտիկական կենտրոնի գերտերությունների սև անցքը», դաս. Quantum Grav., Falcke & Markoff (2013):

Ինչ էլ որ անենք (կամ չանենք) բացահայտենք, մենք պատրաստ ենք անհավատալի առաջընթաց արձանագրել, պարզապես կառուցելով մեր առաջին անգամ սև խոռոչի պատկերը: Այլևս հարկ չի լինի հենվել սիմուլյացիաների կամ նկարչի պատկերացումների վրա. մենք կունենանք մեր առաջին իսկական, տվյալների հիման վրա նկարը, որի հետ աշխատելու ենք: Եթե ​​դա հաջողակ է, ապա այն ճանապարհ է հարթում նույնիսկ ավելի երկար ելակետային ուսումնասիրությունների համար. տիեզերքում ռադիո աստղադիտակների զանգվածով մենք կարող էինք մեկ սև փոսից տարածել մեր հասանելիությունը դրանցից հարյուրավոր մարդկանց: Եթե ​​2016 թվականը գրավիտացիոն ալիքի տարի էր, իսկ 2017 թվականը ՝ նեյտրոնային աստղերի միաձուլման տարի, ապա 2018 թվականը սահմանվում է ՝ որպես իրադարձությունների հորիզոնի տարի: Աստղաֆիզիկայի, սև անցքերի և ընդհանուր հարաբերականության ցանկացած երկրպագուի համար մենք ապրում ենք ոսկե դարաշրջանում: Այն, ինչ ժամանակին համարվում էր «անթերի», հանկարծ իրականություն դարձավ:

Սկսվում է այն բանի հետ, որ Ֆորբսը այժմ գտնվում է Forbes- ում, իսկ Medium- ի վերահրատարակումը ՝ շնորհիվ մեր Patreon- ի կողմնակիցների: Ethan- ը հեղինակել է երկու գիրք ՝ «Beyond The Galaxy» և «Treknology». «The Star Trek Science» - ը «Tricords– ից մինչև Warp Drive»: