17:17 | 4 декабря, 2020

Новая проверка общей теории относительности Альберта Эйнштейна снова доказала правоту знаменитого физика — на этот раз путем повторного анализа знаменитой первой в истории картины черной дыры, которая была опубликована в апреле 2019 года.
Черная дыра. Черная дыра.
Дата : 22 октября   /  Фуад Кулиев   /   Комментариев: 0
Это изображение сверхмассивной черной дыры в центре галактики М87 было первым прямым наблюдением тени черной дыры — отпечатка горизонта событий, сферы вокруг сингулярности черной дыры, из которой не может вырваться свет. Теория Эйнштейна предсказывает размер горизонта событий, основываясь на массе черной дыры; и в апреле 2019 года уже было ясно, что тень довольно хорошо соответствует предсказанию общей теории относительности. Но теперь, используя новую технику для анализа изображения, исследователи, которые сделали снимок, показали, насколько хорошо тень соответствует теории. Ответ: в 500 раз лучше, чем любой тест относительности, проведенный в нашей Солнечной системе. Этот результат, в свою очередь, накладывает более жесткие ограничения на любую теорию, которая стремится примирить общую теорию относительности, описывающую поведение массивных небесных объектов, с квантовой механикой, предсказывающей поведение очень малых объектов.
Изображение тени сверхмассивной чёрной дыры в ядре галактики M 87, полученное в 2019 году в радиодиапазоне, с помощью Event Horizon Telescope (EHT). Изображение тени сверхмассивной чёрной дыры в ядре галактики M 87, полученное в 2019 году в радиодиапазоне, с помощью Event Horizon Telescope (EHT).
Великим достижением общей теории относительности было описание того, как гравитация действует во Вселенной: как она притягивает объекты друг к другу; как она искривляет пространство-время; и как она образует черные дыры. Чтобы проверить Общую теорию относительности, ученые используют ее для предсказания того, как гравитация будет действовать в определенной ситуации. Затем они наблюдают, что происходит на самом деле. Если предсказание совпадает с наблюдением, то общая теория относительности прошла проверку.
Но ни один тест не совершенен. Посмотрите, как гравитация Солнца тянет Меркурий, и вы сможете измерить общую теорию относительности. Но телескопы не могут измерить движение ртути до нанометра. А другие силы — притяжение Юпитера, гравитация Земли и сила солнечного ветра, и это лишь некоторые из них — влияют на движение Меркурия способами, которые трудно отделить от эффектов относительности. Когда ученые снова и снова проверяют общую теорию относительности, они накладывают ограничения на идею Эйнштейна. Причина, по которой эта работа важна, заключается в том, что, хотя общая теория относительности продолжает проходить испытания, физики ожидают, что она в конечном итоге потерпит неудачу.
Общая теория относительности должна быть неполной, считают физики, потому что она противоречит квантовой механике. Физики полагают, что это несоответствие сигнализирует о наличии в нашей Вселенной некоего более крупного, всеобъемлющего механизма, описывающего как гравитацию, так и квантовый мир, который им еще предстоит раскрыть. Они надеются, что поиск трещин в теории относительности может помочь им найти эту законченную теорию. «Мы ожидаем, что полная теория гравитации отличается от общей теории относительности, но есть много способов, можно изменить ее», — заявила астрофизик Аризонского университета Димитриос Псалтис. Она является ведущим автором статьи, опубликованной 1 октября текущего года в журнале Physical Review Letters, описывающей этот новый тест, и входит в состав команды Event Horizon Telescope (EHT), ответственной за визуализацию тени черной дыры M87.
В этом новом тесте Псалтис и его коллеги использовали компьютер для создания искусственных изображений черной дыры М87 на основе модифицированной версии гравитации, где сила тяжести слабее или сильнее на горизонте событий. При таком сценарии с ослабленной гравитацией они выясняли, насколько велик или мал будет горизонт событий этой черной дыры? А как насчет более сильной гравитации? Затем они проверили, сколько из этих возможных модификаций произвело горизонты событий с размерами, которые соответствовали изображению EHT, фактически снявшее M87. Некоторые так и сделали, но их незначительные отклонения от предсказаний общей теории относительности были слишком малы, чтобы их можно было заметить в расплывчатой картине черной дыры.
«Используя разработанный нами датчик, мы показали, что измеренный размер тени черной дыры в M87 сужает пространство для маневра для модификаций общей теории относительности Эйнштейна почти в 500 раз по сравнению с предыдущими испытаниями в солнечной системе», — рассказала астрофизик из университета Аризоны Фериал Озель, соавтор исследования и ученая EHT. Большинство альтернативных способов работы гравитации, которые они рассматривали, — теории, нарушающие общую теорию относительности Эйнштейна — не вписываются в эту недавно суженную «комнату» для маневра. По словам исследователей EHT, в будущем они смогут еще больше сузить пространство для маневра.
EHT — это сеть радиотелескопов по всему миру, которые работают вместе для получения максимально четких изображений сверхмассивных черных дыр — объектов, которые, несмотря на большие размеры, слишком малы и тусклы для того, чтобы любой телескоп мог увидеть их самостоятельно. На данный момент EHT опубликовал одно изображение одной черной дыры в M87. Но есть еще одна, меньшая по размеру черная дыра в нашем собственном районе, которую коллаборация должна отобразить: Стрелец A *, сверхмассивная дыра в центре Млечного Пути. Поскольку EHT обучил свою армию радиотелескопов работе с этой более близкой целью, они усовершенствовали свою теоретическую технику и добавили новые телескопы. Они говорят, что следующее изображение, которое они создают, должно еще больше ограничить общую теорию относительности. Или, может быть, они увидят то, чего Эйнштейн вообще не предсказывал.
ВНИМАНИЕ! При копировании материала активная ссылка на статью сайта SKNEWS.RU обязательна!
22 октября 2020, 01:20
Автор: Фуад Кулиев
Просмотров: 1530
Поделиться:

Ссылки по теме

Комментарии к статье 0

Зарегистрируйтесь или войдите, чтобы оставить комментарий (сейчас комментариев: 0)