У современных астрономов есть возможности сделать фото "чёрной дыры"?
Существуют ли фотографии космических "чёрных дыр"?
Что астрономам нужно чтобы сфотографировать "чёрную дыру"?
Как будет выглядеть "черная дыра" на фотографии (так же как ее представляют художники)?
4 ответа:
По идее, то, что не находится за горизонтом событий, должно быть доступно для наблюдения, так как свет от находящихся "на грани" от черной дыры объектов еще не находится в плену черной дыры, и картинка должна выглядеть примерно так, как изображено на Вашем изображении. Но это при условии, что в непосредственной близости от черной дыры находится большое скопление газа и пыли. Меня смущает другое. Если черная дыра -- это компактный объект с почти бесконечной плотностью, по всем законам он должен соблюдать какую-то симметрию, например, форму шара (шарика или точки). Почему тогда черную дыру описывают как воронку или двойную воронку? Ведь сила притяжения у черной дыры должна быть со всех сторон одинаковой. Не совсем ясно...
А что касается фотографий, существуют много фотографий, сделанных с помощью космического телескопа "Хаббл", на которых видно, как искривлено пространство вокруг предполагаемой черной дыры.
<hr />
Картинка, которая приведена в вопросе, при всей своей красочности, не имеет ничего общего с реальностью. Это скорее попытка художника передать привычными изобразительными средствами то, что имеет место в четырёхмерном пространстве, объекте сугубу математическом и с трудом представлямом себе нормальному человеку.
Второй момент: телескоп, о котором речь (Event Horizon Telescope), - это не обычный телескоп, а радиоинтерферометр со сверхдлинной базой. Он, да, строит изображение, но именно строит. Это не является привычной фотографией, пусть даже и в радиодиапазоне, а не в оптическом. Фишка, которая лежит в основе такого способа получения изображений, в том, что диапазон частот тут на порядки ниже того, что харатерен для оптических телескопов, и по сути метод чем-то похож на построение голограммы: используются фазовые соотношения, причём в сигналах, принимаемых антеннами, разнесёнными на многие тысячи километров.
Тут надо сделать небольшое отвлечение, чтоб пояснить этот принцип. Почему вообще обычное параболическое зеркало фокусирует приходящий параллельный поток в точку? По определению параболы как геометрического места точек, равноудалённых от некоторой выделенной точки (фокуса) и некоторой прямой (директрисы). Следствием этого является то, что все "куски" плоского волнового фронта, отражённые от параболлического зеркала, приходят в фокус в одной и той же фазе. Именно это и усиливает плотность энергии сигнала в фокусе в тысячи раз по сравнению с его плотностью в свободном пространстве (на фронте плоской волны).
Но штука в том, что современными методами, имея в руках эталонные источники частоты феноменальной стабильности и точности, можно сохранить информацию о фазе поступающего сигнала и сопоставить её с фазой того же сигнала, но принимаемого за те самые тысячи вёрст. И потом в компьютере, чисто обработкой сигнала, "совместить" два сигнала, принятые двумя разными антеннами, с сохранением их фазового соотношения. Тем самым такая система выступает как одно зеркало, но с размером, равным расстоянию между точками приёма.
А теперь вспоминаем (или гуглим, кто не помнит) критерий Рэлея: дифракционный предел углового разрешения оптической системы равен, с точностью до близкого к 1 коэффициента, отношению длины волны к размеру (апертуре) системы.
Ну и подставляем числа. Если для оптического телескопа с апертурой 11,4 м (как для LBT, где используются два зеркала по 8,4 м каждое) угловое разрешение составляет примерно 0,05 микрорадиана (для света с длиной волны 0,5 мк), то радиоинтерферометр со сверхдлинной базой на длине волны, к примеру, 1 см обладает угловым разрешением порядка 1 нанорадиана. То есть в 50 раз лучше. В миллиметровом диапазоне это, понятное дело, ещё круче, а Event Horizon Telescope именно в этом диапазоне и планируют использовать.
Вот на такой системе и будут получать информацию о структуре пространства вблизи чёрной дыры. Хотите называть это "фотографией" - называйте, но на самом деле это скорее напоминает структуру горизонталей на топографической карте. Впрочем, не штука каждую горизонталь представить полоской фикированной яркости и тем самым перевести полученную структуру в наглядный вид, действительно своего рода фотоснимок области, прилегающей к горизонту событий. Например, вот такой:
Это не реальное изображение, а модель, созданная специалистами Event Horizon Telescope на основе предсказаний теориеи Эйнштейна. Ссылка, для любопытствующих...
Читайте также