В среду астрономы продемонстрируют первые фотографии черной дыры крупным планом. Это знаменательное событие проверит на истинность общую теории относительности Альберта Эйнштейна.

С 1915 года, когда великий физик обнародовал свою теорию относительности, законы тяготения и их связь с черными дырами буквально поглотили научный мир — почти как сами черные дыры, пожирающие все и вся.

Спустя более 100 лет ученые из шести городов и с трех континентов готовы представить первое изображение этих таинственных гигантов на основе данных, собранных глобальной сетью радиотелескопов.

На пресс-конференции, которая состоится в 9 часов утра по вашингтонскому времени, Национальный научный фонд США представит результаты проекта «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope), обещая «грандиозный прорыв». Этот международный проект стартовал в 2012 году, и его цель — непосредственно взглянуть на черную дыру вблизи.

«Это революционный проект первой в мире фотографии черной дыры. Мы сотрудничаем с более чем 200 учеными по всему миру», — заявил в марте астрофизик Шепард Доулмен (Sheperd Doeleman), директор Центра горизонта событий при Гарвардско-Смитсоновском центре астрофизики, на мартовском мероприятии в Техасе.

Доулман объяснил, что первые данные из глобальной сети телескопов были получены еще в апреле 2017 года. Телескопы, занятые сбором данных, разбросаны по всему миру: в Аризоне и на Гавайях, в Мексике, Чили, Испании и Антарктиде. С тех пор сеть пополнилась телескопами во Франции и Гренландии.

Что такое черные дыры?

Через несколько лет после того, как Эйнштейн опубликовал свою теорию, свои выводы сделал немецкий ученый Карл Шварцшильд (Karl Schwarzschild). Он предположил, что при достаточной плотности тело может создать в пространстве-времени бездонную яму, известную как сингулярность. Спустя десятилетия, уже в 1960-х годах, эти сингулярности стали называть черными дырами.

Сила тяготения этих небесных монстров столь велика, что выдержать ее не сможет ни одно тело — даже звезды и их электромагнитные волны, включая видимый свет. Другими словами, они невидимы.

Черная дыра сжимает огромную массу до чрезвычайно малого пространства. Случись такое с Землей, наша планета уместилась бы в наперсток или крышку от бутылки с водой. Диаметр же Солнца составил бы всего несколько миль, сообщил агентству «Франс-Пресс» астроном Парижской обсерватории (Paris-LSL) Ги Перрен (Guy Perrin).

Черные дыры встречаются разных размеров, а образуются они в результате коллапса достаточно массивных звезд в конце их жизненного цикла.

При том, что они бывают в 20 раз массивнее Солнца, в космосе они кажутся крошечными. Даже ближайшую к Земле черную дыру найти так же непросто, как клетку человеческого организма на поверхности Луны.

Сверхмассивные черные дыры, как явствует из названия, еще больше. Они минимум в миллион раз больше Солнца и могут поглощать материю и радиацию и, возможно, сливаться с другими черными дырами.

Считается, что они впервые сформировались на раннем этапе зарождения Вселенной, но их происхождение остается загадкой.

Димитриос Псалтис (Dimitrios Psaltis), исследователь «Телескопа горизонта событий», назвал черную дыру «исключительной деформацией пространства-времени». Этот термин включает в себя три измерения пространства и одно измерение времени, объединенные в единый четырехмерный континуум.

Какие черные дыры изучались?

Ученые исследовали две сверхмассивные черные дыры.

Первая, Альфа Стрельца, расположена в самом сердце нашей галактики Млечный Путь. Ее масса в 4 миллиона раз больше массы нашего Солнца, а находится она на расстоянии 26 тысяч световых лет от Земли. Световой год — это расстояние, которое свет проходит за год, 5,9 триллиона миль.

Ее диаметр составляет пятую часть расстояния между Землей и Солнцем.

Вторая называется M87 и находится в центре соседней галактики Альфа Девы. Она тяжелее Солнца в 3,5 миллиарда раз и находится на расстоянии 54 миллионов световых лет от Земли.

Так мы, что же, взаправду увидим черную дыру?

Не совсем. Черные дыры не пропускают свет, и это очень осложняет их наблюдение.

Вероятно, мы сможем увидеть эффект черной дыры в «точке невозврата».

Гравитационное притяжение этих чудовищ расплющивает даже близкие звезды, измельчая их и превращая в завихрения раскаленного добела газа.

Звездный мусор, вращающийся по краю черной дыры, обычно исчезает в темном центре с яркой вспышкой.

Ученые впервые попробуют исследовать динамику черной дыры, когда материя вращается на скоростях, близких к скорости света, а затем погружается в небытие.

«Когда черная дыра засасывает окружающую массу — мы называем ее аккреционным диском — именно эта масса испускает свет», — объясняет Пол Макнамара (Paul McNamara), астрофизик из Европейского космического агентства.

Ученые будут искать кольцо света вокруг области темноты, которая и показывает черную дыру. В таких случаях говорят о тени черной дыры или ее силуэте.

Таким образом, даже если астрономы не смогут пронаблюдать за самой черной дырой, они увидят, что происходит вдоль ее границы или горизонта событий, который также известен как «точка невозврата».

Если она верна, теория Эйнштейна позволит предельно точно спрогнозировать размер и форму черной дыры.

«По теории Эйнштейна, форма тени должна быть практически идеальным кругом, — объяснил Псалтис. — Если мы увидим, что реальность расходится с теорией, тогда мы вернемся к исходной точке и скажем: „Тут явно что-то не так"».