Главная » Другие новости » Наука и технологии » Снимок черной дыры может примирить теорию относительности и квантовую физику

Снимок черной дыры может примирить теорию относительности и квантовую физику

Want create site? Find Free WordPress Themes and plugins.

Снимoк чeрнoй дыры мoжeт примирить тeoрию oтнoситeльнoсти и квaнтoвую физику

В срeду нoчью 120 aстрoнoмoв из 8 oбсeрвaтoрий нa чeтырex кoнтинeнтax нaчaли пeрвую пoпытку сдeлaть фoтoгрaфию чeрнoй дыры. Съёмкa нaчaлaсь 5 aпрeля и прoдлится дo 14 aпрeля этoгo гoдa. Oбъeктoм нaблюдeния стaли oкрeстнoсти двуx свeрxмaссивныx чeрныx дыры, oднa в цeнтрe нaшeгo Млeчнoгo Пути, другaя в сoсeднeй гaлaктикe Messier 87. Пeрвaя близкo, нo мaлeнькaя в диaмeтрe, втoрaя oчeнь дaлeкo, нo грoмaднaя. Чью лучшe рaзглядят — пoкa вoпрoс. Ближaйшaя к нaм Стрeлeц A* (Sagittarius A*) нaxoдится в цeнтрe нaшeй гaлaктики Млeчнoгo Пути нa рaсстoяниe в 26 тыщ свeтoвыx лeт. Дaльняя в 6 миллиaрдoв рaз бoльшe массы нашего светила, потому горизонт событий вокруг неё больше. Стрелец А* массой в 1,5 тыщи раз меньше и умещается в пространстве, наименьшем, чем объем внутри орбиты Меркурия.

Снимок черной дыры может примирить теорию относительности и квантовую физику

В чем значимость наблюдения объясняет Гопал Нараянан, доктор-исследователь астрономии в Университете Массачусетса в Амхерсте: «В базе общей теории относительности Эйнштейна лежит представление о том, что квантовая механика и общая теория относительности смогут быть объединены, что существует величавая, единая теория фундаментальных понятий. Горизонт событий темной дыры — именно то пространство, где это возможное объединение лучше всего лишь изучать». Результаты мы узнаем всего лишь в 2018 году, когда компы обработают полученные данные. В конце поста существует предполагаемое изображение, которое мы должны узреть, если верна теория Энштейна.

Для наблюдения за горизонтами событий из разрозненных радиотелескопов, рассматривающих всякий свой участок неба, астрономы сделали виртуальный радиотелескоп размером с Землю. 8 обсерваторий в 6 территориальных точках ведут съемку. Снимок черной дыры может примирить теорию относительности и квантовую физику

В проекте участвуют Обсерватория Массачусетского технологического института (ведущая организация), Гарвард-Смитсоновский центр астрофизики, Объединенная обсерватория ALMA (Чили), Государственная радиоастрономическая обсерватория (NRAO), Институт радиоастрономии им. Макса Планка (Германия), Институт Консепсьона (Чили), Институт астрономии и астрофизики имени академика Синицы (ASIAA, Тайвань), Государственная астрономическая обсерватория Японии (NAOJ) и Обсерватория Онсала (Швеция). Объединение радиотелескопов принципиально для наблюдения быстротекущих процессов во Вселенной, к которым относятся, к примеру, взрывы сверхновых звезд и потоки галлактического излучения, а также для детализированных изучений мелких удаленных галлактических объектов, таких, как темная дыра Стрелец A*. Возможности более мощных оптических телескопов ограничены при наблюдении даже самых мощных объектов, а черные дыры являются очень компактными.

Связывая воедино мощности радиотелескопов, расположенных в различных частях земного шара, ученые астрономы получили вероятность рассмотреть крайне далекие галлактические объекты с четкостью, в два миллиона раз превосходящей остроту человеческого зрения. Будь у человека такое зрение он бы увидел лежащие на Луне грейпфрут либо компакт-диск.

К запуску этого «виртуального» телескопа под заглавием Event Horizon Telescope привело улучшение технологий интерферометрии с длинной базой (Very Long Baseline Interferometry, VLBI) в течение последних 20 лет. По этой же модели работает наикрупнейший миллиметровый радиотелескоп мира – обсерватория Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) на высокогорном плато Чахнантор в Чили и он тоже участвует в проекте. В проекте EHT с 5 по 14 апреля VLBI-разработка превращает все подключенные к ней телескопы в большой телескоп, размером с нашу планетку. Были объединены мощности самых чувствительных радио-обсерваторий мира в Чили, Испании, Калифорнии, Аризоне, на Гавайских островах и на южном полюсе Земли. Наикрупнейшая из них — вышеупомянутая ALMA, — состоит из 54 параболических антенн 12-метрового поперечника и 12 тарелок диаметром 7 метров.

Уже одна интригующая идея, которую разрешено изучить в этом эксперименте, — это так именуемый «информационный парадокс». Это явление — пророчество Стивена Хокинга о том, что материя, попавшая в черную дыру, не может быть потеряна за пределами известной вселенной, что она должна каким-то образом течь назад. Вот увидеть как она течет и желают астрономы. Энергия или информация покидающая чёрную дыру средством излучения Хокинга, представляет собою квантовый эффект. Ученые часто видят истечение больших плазменных струй из центра галактик, где предполагаются либо есть черные дыры. Если связь темных дыр и этих струй существует (либо другие утечки инфы и энергии), то истинные горизонты событий в серьезном смысле у сколлапсировавших объектов в нашей Вселенной не формируются.

Снимок черной дыры может примирить теорию относительности и квантовую физику

Прав ли Энштейн


Узреть саму черную дыру нельзя, а вот падающее в нее вещество — разрешено. Пыль, газ и ближайшие звезды делают вокруг черных дыр область больших энергий, или так именуемый, аккреционный диск, в котором материя сжимается и закручивается, как в воронке, и разогревается. Благодаря высочайшим энергиям вещество начинает ярко сиять поблизости от «горизонта событий» — рубежа, после которого темная дыра никакого излучения и инфы от себя не отпускает. Таким образом мы лицезреем изображение «поедаемой» черной дырой материи, некоторую тень черной дыры.

Современная стандартная космологическая модель ΛCDM («Лямбда-СиДиЭм») подразумевает, что общая теория относительности является правильной теорией гравитации на космологических масштабах и наше положение во Вселенной никак в особенности не выделяется, то существует на достаточно большом масштабе Вселенная смотрится одинаково во всех направлениях (изотропность) и из любого места (однородность). Это тоже может быть доказано или опровергнуто.

Черные дыры объединяют в для себя свойства, описываемые двумя основными физическими теориями нашего времени – теорией общей относительности (теория наибольших структур) и квантовой механикой (теория малых расстояний). Большая масса черной дыры просит применения общей теории относительности для описания искривления места-времени, вызванного ею. Но малые размеры темной дыры и внутренние процессы требуют использования квантовой механики. До сих пор не удалось скооперировать обе эти теории. Объединение теорий приводит к ненатуральным уравнениям – например, из их следует бесконечная плотность темной дыры. Ранее в 2015 году телескоп Event Horizon Telescope (EHT) еще измерил магнитные поля в округах этой черной дыры, но их структура была очень необычной – сила магнитного поля в отдельных регионах диска изменялась каждые 15 минут, а его конфигурация была весьма разной в разных уголках.

Согласно неким выкладкам общей теории относительности Альберта Эйнштейна, на снимках мы сможем узреть «полумесяц» света, окружающего совершенно черную «каплю». Этот свет излучается материей прямо перед тем моментом, когда она пройдет буквально через границу горизонта событий темной дыры. На горизонте событий Стрельца А* ученые подразумевают увидеть множество вспышек. Эти точечные вспышки временами генерируются там с высокой частотой — раз в денек. На основе прошлых наблюдений несколько обсерваторий следили нечто похожее на вспышки — осветление выбросов из Стрельца А*. В итоге нынешних исследований астрономы получат вероятность отслеживать их происхождение и глядеть за процессом их уменьшения.

При успешном развитии событий горячие точки станут маркером структуры временного места в этой сильной гравитационной области. «Это открывает двери к ресурсы проведения томографии временного места — эти пятна передвигаются, они появляются в различных областях наблюдения», — произнес ранее на презентации EHT Эвери Бродерик, доцент кафедры физики и астрономии в Институте Ватерлоо. «Во вселенной существует только два места, где разрешено изучить сильную гравитацию в наибольших, очень больших масштабах и вокруг малогабаритных объектов», — напоминает он.

Если мы увидим нечто, в корне отличающееся от того, что мы ожидаем, физикам придется пересмотреть, к примеру, теорию гравитации.

1-ые снимки черной дыры, какие сможем увидеть и мы с вами, появятся не ранее 2018 года. А тем временем, поглядим на то, что мы сможем примерно увидеть на этих снимках, построенных в итоге компьютерного моделирования.

Снимок черной дыры может примирить теорию относительности и квантовую физику

Объединение данных и создание общей картины с внедрением измерений телескопа горизонта явлений является неправильной задачей, потому что всякий из результатов содержит неиссякающее количество возможных изображений, объясняющих приобретенные данные. Задача астрономов состоит в том, чтоб найти объяснение, которое учитывает эти подготовительные предположения, при этом удовлетворяя наблюдаемым данным. Угловое разрешение телескопа, нужное для получения достаточного объема данных, просит преодоления многих проблем и затрудняют конкретную реконструкцию изображения. Например, при наблюдаемых длинах волн вмиг изменяющиеся неоднородности в атмосфере заносят погрешности измерения. Надежные алгоритмы, какие способны восстанавливать изображения в режиме узкого углового разрешения, ищутся повсевременно.

Пока что задачу чистки, интерпретации и сведения полученных данных в одно изображение с высочайшей разрешающей способностью выполняет алгоритм CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors), разработанный группой ученых из Массачусетского технологического института. Но если вы достаточно разбираетесь в физике и арифметике, то авторы CHIRP выпустили для таких эрудитов обыкновенные онлайн-инструменты на веб-сайте MIT, при помощи которых всякий человек, обладающий навыками программирования, сумеет создать и опробовать свой вариация алгоритма обработки данных от телескопа Event Horizon. Вдруг вы сумеете увидеть проблему под совсем нетрадиционным углом и предложить уникальный способ ее решения. Я правда не отыскал информации о вознаграждении. Но может плохо находил.

В комплекте инструментов:

  • Набор объединенных обучающих данных
  • Набор измерений реальных данных
  • Стандартизованный набор данных для тестирования алгоритмов восстановления изображений
  • Интерактивная количественная оценка эффективности алгоритма на моделируемых тестовых данных
  • Высококачественное сравнение производительности алгоритма при реконструкции реальных данных
  • Онлайн-форма щит для моделирования реалистичных данные, с внедрением собственных параметров изображения и телескопа


О подготовке телескопа EHT Geektimes еще писал в прошлом году

Did you find apk for android? You can find new Free Android Games and apps.

✍ Понравилась статья - лайкни и оцени поставив звездочку ниже:

Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...
Регистрируясь либо нажимая кнопку «Комментировать», я принимаю пользовательское соглашение (Политику конфиденциальности) этого сайта и подтверждаю, что ознакомлен и согласен с политикой конфиденциальности.

Оставить комментарий

Войти с помощью: 

Ваш email нигде не будет показан

Подтвердите, что Вы не бот — выберите человечка с поднятой рукой:

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.