นี่คือหลุมดำดูเหมือน
เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ที่ครอบคลุมทั่วโลกที่เรียกว่ากล้องโทรทรรศน์ Event Horizonซูมเข้ามาในมอนสเตอร์สุดยอดใน Galaxy M87 เพื่อสร้างภาพแรกของหลุมดำ
“ เราได้เห็นสิ่งที่เราคิดว่าไม่สามารถมองเห็นได้เราได้เห็นและถ่ายรูปหลุมดำ” Sheperd Doeleman ผู้อำนวยการ EHT และนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ศูนย์ Harvard-Smithsonian สำหรับ Astrophysics ใน Cambridge, Mass กล่าวเมื่อวันที่ 10 เมษายนในวอชิงตันดีซี ผลลัพธ์ยังได้รับการตีพิมพ์ในเอกสารหกฉบับในตัวอักษรวารสารดาราศาสตร์-
“ เราได้ศึกษาหลุมดำมานานบางครั้งมันก็ง่ายที่จะลืมว่าพวกเราไม่มีใครเคยเห็นใครเลย” France Córdovaผู้อำนวยการมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติกล่าวในวอชิงตันดีซีการแถลงข่าว การได้เห็น“ เป็นงานเฮอร์คูลีน” เธอกล่าว
นั่นเป็นเพราะหลุมดำนั้นมองเห็นได้ยาก แรงโน้มถ่วงของพวกเขานั้นสุดขั้วจนไม่มีอะไรเลยแม้แต่แสงสามารถหลบหนีข้ามขอบเขตที่ขอบของหลุมดำที่รู้จักกันในชื่อ Event Horizon แต่หลุมดำบางแห่งโดยเฉพาะอย่างยิ่งมหาศาลที่อาศัยอยู่ในศูนย์กาแล็กซี่โดดเด่นด้วยการเพิ่มดิสก์ที่สดใสของก๊าซและวัสดุอื่น ๆ ภาพ EHT เผยให้เห็นเงาของหลุมดำของ M87 บนดิสก์สะสม ปรากฏเป็นวงแหวนแบบอสมมาตรแบบอสมมาตรมันเปิดตัวเป็นครั้งแรกที่เป็นจุดดาบที่มืดมิดของหนึ่งในวัตถุลึกลับที่สุดของจักรวาล
“ มันเป็นสิ่งที่สะสมมาก” Doeleman กล่าว “ มันเป็นเพียงแค่ความประหลาดใจและสงสัยว่า…เมื่อรู้ว่าคุณได้ค้นพบส่วนหนึ่งของจักรวาลที่ไม่ได้ จำกัด เรา”
การเปิดเผยภาพใหญ่ที่คาดการณ์ไว้อย่างมาก“ มีชีวิตอยู่กับโฆษณาที่แน่นอน” Priyamvada Natarajan นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์มหาวิทยาลัยเยลกล่าวซึ่งไม่ได้อยู่ในทีม EHT กล่าว “ มันนำกลับบ้านว่าโชคดีที่เราเป็นสายพันธุ์ในช่วงเวลานี้ด้วยความสามารถของจิตใจมนุษย์ที่จะเข้าใจจักรวาลเพื่อสร้างวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทั้งหมดเพื่อให้มันเกิดขึ้น” -SN ออนไลน์: 4/10/19-
ภาพสอดคล้องกับความคาดหวังของหลุมดำควรมีลักษณะตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ซึ่งคาดการณ์ว่ายานอวกาศถูกบิดเบือนโดยมวลที่รุนแรงของหลุมดำ ภาพคือ“ หลักฐานที่แข็งแกร่งอีกชิ้นหนึ่งที่สนับสนุนการมีอยู่ของหลุมดำและแน่นอนว่าช่วยตรวจสอบสัมพัทธภาพทั่วไป” คลิฟฟอร์ดนักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยฟลอริดากล่าวในเกนส์วิลล์ซึ่งไม่ได้อยู่ในทีม EHT กล่าว “ ความสามารถในการมองเห็นเงานี้จริง ๆ และตรวจพบว่าเป็นขั้นตอนแรกที่ยิ่งใหญ่”
การศึกษาก่อนหน้านี้ได้ทดสอบสัมพัทธภาพทั่วไปโดยดูที่การเคลื่อนไหวของดวงดาว-SN: 8/18/18, p. 12) หรือเมฆแก๊ส-SN: 11/24/18, p. 16) ใกล้กับหลุมดำ แต่ไม่เคยอยู่ที่ขอบ “ มันดีเหมือนที่ได้รับ” วิลกล่าว เขย่งเข้าใกล้ ๆ และคุณจะอยู่ในหลุมดำ - ไม่สามารถรายงานผลย้อนกลับของผลการทดลองใด ๆ
“ สภาพแวดล้อมของหลุมดำเป็นสถานที่ที่สัมพัทธภาพทั่วไปจะพังทลายลง” สมาชิกทีม EHT Feryal Özelนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอนกล่าว ดังนั้นการทดสอบสัมพัทธภาพทั่วไปในสภาวะที่รุนแรงเช่นนี้อาจเปิดเผยความเบี่ยงเบนจากการคาดการณ์ของไอน์สไตน์
เพียงเพราะภาพแรกนี้สนับสนุนสัมพัทธภาพทั่วไป“ ไม่ได้หมายความว่าสัมพัทธภาพทั่วไปนั้นดีอย่างสมบูรณ์” เธอกล่าว นักฟิสิกส์หลายคนคิดว่าสัมพัทธภาพทั่วไปจะไม่เป็นคำสุดท้ายเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงเพราะมันเข้ากันไม่ได้กับทฤษฎีฟิสิกส์ที่จำเป็นอื่น ๆ กลศาสตร์ควอนตัมซึ่งอธิบายฟิสิกส์ในระดับที่เล็กมาก
ภาพยังให้การวัดขนาดใหม่ของหลุมดำและยกสูง “ ความมุ่งมั่นของเราโดยเพียงแค่มองดูเงาได้ช่วยแก้ไขข้อพิพาทที่ยาวนาน” Sera Markoff นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีที่มหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัมกล่าวในการประชุม Washington, DC การประมาณการที่ทำโดยใช้เทคนิคที่แตกต่างกันมีอยู่ระหว่าง 3.5 พันล้านถึง 7.22 พันล้านเท่าของมวลของดวงอาทิตย์ แต่การวัด EHT ใหม่แสดงให้เห็นว่ามวลของมันมีมวลแสงอาทิตย์ประมาณ 6.5 พันล้านมวล
ทีมได้กำหนดขนาดของ behemoth - เส้นผ่านศูนย์กลางของมันทอดยาว 38 พันล้านกิโลเมตร - และหลุมดำหมุนตามเข็มนาฬิกา “ M87 เป็นสัตว์ประหลาดแม้ตามมาตรฐานหลุมดำที่ยอดเยี่ยม” Markoff กล่าว
EHT ได้ฝึกฝนสถานที่ท่องเที่ยวทั้งในหลุมดำของ M87 และ Sagittarius A*ซึ่งเป็นหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางทางช้างเผือก แต่มันกลับกลายเป็นว่ามันง่ายกว่าที่จะถ่ายภาพสัตว์ประหลาดของ M87 หลุมดำนั้นคือ 55 ล้านปีแสงจากโลกในกลุ่มดาวราศีกันย์ประมาณ 2,000 เท่าจนถึง Sgr A* แต่มันก็มีขนาดใหญ่พอ ๆ กับยักษ์ใหญ่ทางช้างเผือกประมาณ 1,000 เท่าซึ่งมีน้ำหนักเท่ากับประมาณ 4 ล้านดวง ยกระดับพิเศษนั้นเกือบจะทำให้ระยะทางของ M87 “ ขนาดในท้องฟ้าค่อนข้างคล้ายกัน” สมาชิกทีม EHT Feryal Özelกล่าว
เนื่องจากอุ้มแรงโน้มถ่วงของมันก๊าซหมุนวนรอบหลุมดำของ M87 และแตกต่างกันไปในความสว่างช้ากว่าที่พวกเขาทำรอบทางช้างเผือก “ ในระหว่างการสังเกตเพียงครั้งเดียว Sgr A* ไม่ได้นั่งนิ่ง ๆ ในขณะที่ M87 ทำ” Özelนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอนกล่าว “ ขึ้นอยู่กับสิ่งนี้ 'หลุมดำนั่งนิ่ง ๆ และโพสท่าสำหรับฉันหรือไม่' มุมมองเรารู้ว่า M87 จะร่วมมือกันมากขึ้น”
หลังจากการวิเคราะห์ข้อมูลเพิ่มเติมทีมหวังที่จะไขปริศนาที่ยาวนานเกี่ยวกับหลุมดำเช่นวิธีการที่ M87 ของ M87 พ่นเจ็ทที่สดใสของอนุภาคที่มีประจุที่มีประจุเป็นพัน ๆ ปีแสงลงในอวกาศ
ภาพแรกนี้เป็นเหมือน“ SHOT Heard Round the World” ที่เริ่มสงครามปฏิวัติอเมริกา Avi Loeb นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์มหาวิทยาลัยฮาร์วาร์ดกล่าวซึ่งไม่ได้อยู่ในทีม EHT กล่าว “ มันสำคัญมากมันให้เหลือบว่าอนาคตจะเป็นอย่างไร แต่มันไม่ได้ให้ข้อมูลทั้งหมดที่เราต้องการ”
ลงทะเบียนเพื่อรับจดหมายข่าวของเรา
เราสรุปความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์ของสัปดาห์ทุกวันพฤหัสบดี
ความหวังยังคงสูงสำหรับการมองเห็นที่คาดการณ์ไว้อย่างมากของ Sgr A* ทีม EHT สามารถรวบรวมข้อมูลบางอย่างเกี่ยวกับ behemoth ของทางช้างเผือกและยังคงวิเคราะห์ข้อมูลนั้นต่อไปด้วยความหวังว่าจะเพิ่มภาพลักษณ์ลงในแกลเลอรี่ภาพบุคคล Black Hole ใหม่
เนื่องจากการปรากฏตัวของหลุมดำนั้นเปลี่ยนไปอย่างรวดเร็วทีมจึงต้องพัฒนาเทคนิคใหม่เพื่อวิเคราะห์ข้อมูล “ เราตื่นเต้นมากที่ได้ทำงานกับ Sgr A*” Daniel Marrone นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอนกล่าวในวอชิงตันดีซีการแถลงข่าว “ เรากำลังทำอย่างนั้นในไม่ช้าเราไม่ได้สัญญาอะไรเลย แต่เราหวังว่าจะได้รับในไม่ช้า”
การศึกษาสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันสามารถเปิดเผยรายละเอียดเพิ่มเติมว่าหลุมดำทำงานอย่างไร Loeb กล่าว “ ทางช้างเผือกเป็นกาแลคซีที่แตกต่างจาก M87”
การดูครั้งต่อไปที่ M87 และทางช้างเผือกจะต้องรอ
นักวิทยาศาสตร์มีสภาพอากาศที่ดีตลอดทั้งแปดไซต์ซึ่งประกอบไปด้วยกล้องโทรทรรศน์ Horizon Event ในปี 2560 จากนั้นสภาพอากาศเลวร้ายในปี 2561 และปัญหาทางเทคนิคซึ่งยกเลิกการสังเกตการณ์ 2019
ข่าวดีก็คือภายในปี 2563 จะมีหอสังเกตการณ์มากขึ้น ที่กล้องโทรทรรศน์กรีนแลนด์เข้าร่วมสมาคมในปี 2561 และKitt Peak National Observatoryนอกทูซอนอริโซนาและอาร์เรย์มิลลิเมตร(Noema) ในเทือกเขาแอลป์ฝรั่งเศสจะเข้าร่วม EHT ในปี 2020
การเพิ่มกล้องโทรทรรศน์มากขึ้นอาจทำให้ทีมขยายภาพเพื่อจับเจ็ตส์ที่พ่นออกมาจากหลุมดำได้ดีขึ้น นักวิจัยยังวางแผนที่จะทำการสังเกตโดยใช้แสงที่มีความถี่สูงขึ้นเล็กน้อยซึ่งสามารถเพิ่มความคมชัดของภาพได้ และแม้แต่แผนการที่ใหญ่กว่าก็อยู่บนขอบฟ้า:“ การครอบงำของโลกก็ไม่เพียงพอสำหรับเรา; เราก็ต้องการไปที่อวกาศด้วย” Doeleman กล่าว
ดวงตาที่พิเศษเหล่านี้อาจเป็นสิ่งที่จำเป็นในการนำหลุมดำเข้ามาในโฟกัสที่ยิ่งใหญ่ยิ่งขึ้น
นักเขียนพนักงาน Maria Temming มีส่วนร่วมในเรื่องนี้
