Телескоп колкото Земята ще види прическата на черна дупка
Последно: 16 април 2014 г. в 07:02
Ако гледате електрожен през пясъчна буря, то може да решите, че виждате НЛО. Детайлите са малко, светлината потъва в песъчинките – общо взето, трудно е да се разбере истинската природа на такава светлина…
С центъра на галактиката ситуацията е сходна. За да видим през газа и праха излъчването от ядрото на Млечния път, където има доста интересни обекти, включително най-близката свръхмасивна черна дупка (Стрелец А*), е необходим много голям телескоп. Желателно – с размерите на Земята.
Именно с тази цел с пълна пара се реализира проектът „Телескоп Хоризонт на събитията“ (Event Horizon Telescope, EHT), призван да обедини най-големите радиотелескопни комплекси на Земята в едно цяло. Семейство от три различни комплекса вече се е събирало за наблюдението на Стрелец А* и именно тогава по-ясно от когато и да било са виждани околностите на този обект.
Новият проект, който ще се осъществи към есента на 2015 г., едновременно ще използва доста повече наблюдателни площадки по цял свят и фактически ще създаде радиотелескоп с размери, близки до планетните – без необходимост да се праща в Космоса скъп космически апарат приемник.
За обединяването на радиотелескопите се използва радиоинтерферометрия със свръхдълги бази. Причината, поради която наблюденията на различни приемници може да се използват заедно, е много проста и лежи в основата на природата на всички вълни. Ако две вълни се намират във фаза (върхове срещу върхове и спадове срещу спадове), то те се обединяват, пораждайки по-голяма вълна.
Стрелец A*, черната дупка в центъра на Млечния път, „видяна“ от „Телескоп Хоризонт на събитията“. Червените линии проследяват съставните станции на EHT.
© Laura Vertatschitsch at the Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics
„Телескопът Хоризонт на събитията“ използва тази особеност на вълните в пълна степен – неговият дифракционен предел се изразява в дължината на приеманата вълна, делена на диаметъра на цялата събираща площ на телескопа (тоест разстоянието между радиотелескопите, намиращи се на различни континенти).
В резултат интересуващата изследователите дължина на вълната в 1,3 мм ъглова разделителна способност достига 25 милионни части от ъгловата секунда, което е почти един милион пъти по-добре от най-острото човешко око.
Както подчертават координаторите на проекта начело с Шеп Долеман от Масачузетския технологичен институт (САЩ), възможностите на EHT са способни да решат няколко важни научни задачи. Освен изучаването на околностите на Стрелец А*, той може да проясни има ли нашата черна дупка… „коса“.
Според Теоремата за липса на коса черните дупки не би трябвало да имат външни характеристики – освен маса, момент на импулс и заряд. А това означава, че тя няма и определен радиус, тоест всяка детайлна информация за материята, попадаща в черната дупка, ще бъде загубена.
Теоретично за повечето физични полета теоремата се смята за доказана. Но поради нашето неумение детайлно да разгледаме околностите на черните дупки, още не можем да кажем дали и на практика ситуацията е такава.
Ако черната дупка има „коса“, то нейната сянка ще бъде леко свита (вляво) или разширена (вдясно). При липса на „коса“ ни чака средният вариант. D.
© Psaltis, A. Broderick
Ако теоремата се нарушава и между черните дупки и околния свят може да има други връзки, някакви външни характеристики, то природата на тези тела и тяхната роля във Вселената могат значително да се отличават от това, което смятаме днес. Как да „протегнем ръка“ към черната дупка и да си изградим представа за нейната „прическа“?
Общата теория на относителността предполага, че черната дупка има „сянка“ – област, обкръжена от ярък пръстен фотони, където гравитацията на дупката силно изкривява пространството и разпространяваната през него светлина.
Ако черната дупка има „коса“ (тоест допълнителни характеристики и връзки с околния свят), сянката или ще бъде удължена, или сплескана и „Телескоп Хоризонт на събитията“ може да види тази деформация. Следователно, ако сянката има правилна форма, то черната дупка ще е „плешива“.
Впрочем EHT може да открие и други интересни неща около Стрелец А*, не само неговата прическа.
