Que Es L Ultim Que Veurieu Quan Caieu En Un Forat Negre
L’abril de 2019, els astrònoms van llançar un increïble imatge d’un forat negre supermassiu al centre de la galàxia M87 . Era la imatge de més alta resolució d’un forat negre mai presa i mostrava un anell difús i brillant de material amb una taca fosca al centre. Aquest no era el forat negre en si, sinó en cert sentit ombra ; el volum més gran d’espai que l’envolta, on no hi ha òrbita estable, i fins i tot la llum mateixa cau al pou infinitament profund.
La primera imatge de l'ombra d'un forat negre supermassiu. Això mostra la regió al voltant d’un forat negre amb una massa 6.500 milions de vegades la del Sol, situada a 55 milions d’anys llum de distància de la Terra al nucli de la galàxia M87. Crèdit: NSF
Per molt maca que sigui aquesta imatge, és difusa per dos motius. Una és que malgrat això el Telescopi Horitzó d’Esdeveniments (com es diu la matriu que va fer les observacions) que combina les potències dels telescopis literalment a tot el món, la resolució no és prou alta com per veure molts detalls, a partir de 55 milions a anys llum de distància, fins i tot un gran forat negre sembla força petit. L’altra és que els temps d’exposició eren llargs, de manera que qualsevol característica com les bombolles de gas que gira al voltant del forat negre s’esvaeix.
Què seria un molt Té una imatge de resolució més alta d’aquest forat negre?
Un equip d'astrònoms i físics va decidir abordar aquest problema . Utilitzant les equacions d’Einstein per a la relativitat general, que regulen el comportament de l’espai i la llum prop d’un forat negre, van crear una sèrie d’imatges per investigar com seria a distància.
Els resultats són extremadament genials :
Una simulació de com seria el forat negre al centre de la galàxia M87 mentre doblega la llum al seu voltant. Part inferior: instantànies de la llum al voltant del forat negre en diferents moments. Part superior: un compost de totes les instantànies sumades, que mostren el que el Telescopi Horitzó de l'Esdeveniment va veure a la imatge històrica del 2019. Crèdit: adaptat de Johnson et al.
Vaja. Què vol dir això?
La fila inferior d’imatges són tres instantànies separades realitzades mitjançant la seva simulació amb les propietats físiques del forat negre que imiten les del forat negre real. Per exemple, van utilitzar una massa de 6.200 milions de masses solars, un angle de visió que coincideix amb el nostre a M87, i la quantitat de material que gira al seu voltant en un disc pla anomenat disc d'acreció (calculat mitjançant observacions infraroges d'aquest material). L’escala és increïblement petita; 50 μas = 50 microarcsegons, on un segon d'arc té aproximadament la mida d'un quart dels EUA a més de 5 quilòmetres de distància. Per tant, això és literalment com veure un bacteri en aquest barri.
La imatge superior mostra una combinació de diverses instantànies per mostrar el que hauria vist el Telescopi Event Horizon en la seva exposició més llarga si tingués una resolució infinita. S'obté un anell brillant, lleugerament asimètric, amb una mica de llum provinent tant de l'interior com de l'exterior, i aquest buit negre obert al centre.
Què vol dir això?
Seria possible obtenir una imatge real d’un forat negre que s’assembli més a aquest simulador? En realitat, sí! Una manera seria llançar radiotelescopis a l’espai, ampliant la línia de base de la matriu. Com més allunyats estiguin els telescopis els uns dels altres, més alta serà la resolució. El problema d'això és que els radiotelescopis han de ser grans, de dotzenes de metres de diàmetre en general, si no més, i aconseguir alguna cosa d'aquesta mida a l'espai no és fàcil. Em pregunto si en les pròximes dècades ho podrem fer? Potser fins i tot construint-ne alguns a la Lluna, descansant en cràters de dimensions similars que els situen per aconseguir estabilitat ... Si poguéssim, obtindríem imatges que rivalitzen amb la producció d’aquest càlcul.
Fins aleshores, però, podem treballar amb el que tenim, i això segueix sent força bo. Estem aprenent moltes coses sobre el que veuríeu si caieu en un forat negre. No ho veuríeu llarg - ja us acostareu a la velocitat de la llum i, probablement, estareu ocupats fent-vos trossos per la gravetat i les marees i fregits per la radiació d'alta energia. Però tot i així, força maco.
