Pada Rabu malam, 120 astronom dari 8 observatorium di empat benua meluncurkan upaya pertama mereka untuk memotret lubang hitam. Penembakan dimulai pada 5 April dan akan berlangsung hingga 14 April tahun ini. Objek pengamatan adalah sekitar dua lubang hitam supermasif, satu di pusat Bima Sakti kita, yang lain di galaksi tetangga Messier 87. Yang pertama dekat, tetapi berdiameter kecil, yang kedua sangat jauh, tetapi besar. Yang lebih baik diperiksa - untuk sekarang pertanyaannya. Sagitarius A * yang paling dekat dengan kita (
Sagitarius A * ) terletak di pusat galaksi Bima Sakti kita pada jarak 26 ribu tahun cahaya. Jauh 6 miliar kali lebih banyak dari massa termasyhur kita, sehingga cakrawala peristiwa di sekitarnya lebih besar. Sagitarius A * dengan berat 1,5 ribu kali lebih sedikit dan muat di ruang yang lebih kecil dari volume di dalam orbit Merkurius.
Gopal Narayanan, profesor astronomi di University of Massachusetts di Amherst, menjelaskan pentingnya pengamatan: โTeori relativitas umum Einstein didasarkan pada gagasan bahwa mekanika kuantum dan relativitas umum dapat digabungkan, bahwa ada teori konsep konsep fundamental yang hebat dan terpadu. Cakrawala peristiwa lubang hitam adalah tempat di mana hubungan yang mungkin ini paling baik dipelajari. "Kita akan tahu hasilnya hanya pada tahun 2018, ketika komputer akan memproses data yang diterima. Pada akhir posting ada gambar yang disarankan yang harus kita lihat jika teori Einstein benar.
Untuk mengamati cakrawala peristiwa dari teleskop radio yang berbeda, memeriksa setiap bagian langitnya, para astronom menciptakan teleskop radio virtual seukuran Bumi. 8 observatorium di 6 titik teritorial menembak.
Proyek ini melibatkan Massachusetts Institute of Technology Observatory (sebuah organisasi terkemuka), Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian, ALMA Observatorium Gabungan (Chili), Observatorium Astronomi Radio Nasional (NRAO), dan Institut Astronomi Radio. Max Planck (Jerman), Concepcion University (Chili), Institut Astronomi dan Astrofisika di Akademi Pusat Taiwan (ASIAA, Taiwan), Observatorium Astronomi Nasional Jepang (NAOJ) dan Observatorium Onsala (Swedia). Kombinasi teleskop radio penting untuk mengamati proses yang bergerak cepat di Semesta, yang meliputi, misalnya, ledakan supernova dan fluks radiasi kosmik, serta untuk studi terperinci tentang objek kosmik kecil yang jauh, seperti lubang hitam Sagittarius A *. Kemampuan teleskop optik paling kuat terbatas ketika mengamati bahkan benda paling masif, dan lubang hitam sangat kompak.
Dengan menghubungkan kekuatan teleskop radio yang terletak di berbagai belahan dunia, para astronom memiliki kesempatan untuk melihat benda-benda luar angkasa yang sangat jauh dengan kejelasan dua juta kali ketajaman penglihatan manusia. Jika seseorang memiliki penglihatan seperti itu, ia akan melihat jeruk atau CD tergeletak di bulan.
Peluncuran teleskop "virtual" ini, yang disebut
Teleskop Event Horizon, telah
didorong oleh pengembangan
teknologi Very Long Baseline Interferometry (VLBI) selama dua puluh tahun terakhir. Teleskop radio milimeter terbesar di dunia, observatorium Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) di dataran tinggi Chachnantor di Chili, juga bekerja pada model yang sama. Dari 5-14 April, dalam proyek EHT, teknologi VLBI mengubah semua teleskop yang terhubung dengannya menjadi teleskop besar seukuran planet kita. Kekuatan dari observatorium radio paling sensitif di dunia di Chili, Spanyol, California, Arizona, Kepulauan Hawaii dan Kutub Selatan Bumi digabungkan. Yang terbesar dari mereka - ALMA yang disebutkan di atas - terdiri dari 54 antena parabola dengan diameter 12 meter dan 12 piring dengan diameter 7 meter.
Gagasan menarik lain yang dapat dieksplorasi dalam percobaan ini adalah apa yang disebut "paradoks informasi." Fenomena ini adalah prediksi Stephen Hawking bahwa materi yang jatuh ke dalam lubang hitam tidak bisa hilang di luar alam semesta yang diketahui, bahwa entah bagaimana itu harus mengalir kembali. Di sini untuk melihat bagaimana itu mengalir dan para astronom inginkan. Energi atau informasi yang meninggalkan lubang hitam melalui radiasi Hawking adalah efek kuantum. Para ilmuwan secara teratur melihat aliran jet plasma besar dari pusat galaksi di mana lubang hitam diasumsikan atau sedang. Jika ada hubungan antara lubang hitam dan jet-jet ini (atau kebocoran informasi dan energi lainnya), maka cakrawala peristiwa sebenarnya dalam arti sempit benda-benda yang runtuh di Alam Semesta kita tidak terbentuk.
Apakah Einstein Benar
Anda tidak dapat melihat lubang hitam itu sendiri, tetapi zat yang jatuh ke dalamnya adalah mungkin. Debu, gas, dan bintang-bintang di dekatnya menciptakan wilayah energi tinggi di sekitar lubang hitam, atau yang disebut
cakram akresi , di mana materi dikompresi dan diputar, seperti dalam corong, dan dihangatkan. Berkat energi tinggi, substansi mulai bersinar terang di dekat "horizon peristiwa" - batas yang setelahnya lubang hitam tidak melepaskan radiasi dan informasi apa pun dari dirinya sendiri. Jadi, kita melihat gambar materi "dimakan" oleh lubang hitam, bayangan tertentu dari lubang hitam.
Model kosmologis standar modern ฮCDM (Lambda-CiDiEM) mengasumsikan bahwa teori relativitas umum adalah teori gravitasi yang tepat pada skala kosmologis dan lokasi kita di Semesta tidak terlalu istimewa, yaitu, dalam skala yang cukup besar, Semesta terlihat sama di semua arah (isotropi) dan dari setiap tempat (keseragaman). Ini juga dapat dikonfirmasi atau disangkal.
Lubang hitam menggabungkan sifat-sifat yang dijelaskan oleh dua teori fisik dasar zaman kita - teori relativitas umum (teori struktur besar) dan mekanika kuantum (teori jarak kecil). Massa besar dari black hole membutuhkan penggunaan teori relativitas umum untuk menggambarkan kelengkungan ruang-waktu yang disebabkannya. Tetapi ukuran kecil dari lubang hitam dan proses internal membutuhkan penggunaan mekanika kuantum. Sejauh ini, tidak mungkin untuk menggabungkan kedua teori ini. Kombinasi teori mengarah ke persamaan yang tidak alami - misalnya, kepadatan tak terbatas dari lubang hitam mengikuti dari mereka. Sebelumnya pada tahun 2015, Event Horizon Telescope (EHT) sudah mengukur medan magnet di sekitar lubang hitam ini, tetapi strukturnya sangat luar biasa - kekuatan medan magnet di beberapa daerah disk berubah setiap 15 menit, dan konfigurasinya sangat berbeda di berbagai sudut.
Menurut beberapa perhitungan teori relativitas umum oleh Albert Einstein, dalam gambar kita dapat melihat "bulan sabit" cahaya yang mengelilingi "jatuhan" yang benar-benar hitam. Cahaya ini dipancarkan oleh materi tepat sebelum saat ketika melewati batas horizon peristiwa sebuah lubang hitam. Di cakrawala acara Sagitarius A *, para ilmuwan berharap untuk melihat banyak wabah. Titik-titik ini muncul secara berkala di sana dengan frekuensi tinggi - sekali sehari. Berdasarkan pengamatan sebelumnya, beberapa observatorium mengamati sesuatu yang mirip dengan wabah - meringankan emisi dari Sagitarius A *. Sebagai hasil dari penelitian saat ini, para astronom akan dapat melacak asal mereka dan menyaksikan proses reduksi mereka.
Dengan pengembangan acara yang sukses, hot spot akan menjadi penanda struktur ruang sementara di wilayah gravitasi yang kuat ini. "Ini membuka pintu ke kemungkinan melakukan tomografi ruang sementara - bintik-bintik ini bergerak, mereka muncul di berbagai bidang pengamatan," kata Avery Broderick, asisten profesor fisika dan astronomi di University of Waterloo pada presentasi EHT sebelumnya. โHanya ada dua tempat di alam semesta di mana Anda dapat mempelajari gravitasi yang kuat dalam skala besar, sangat besar, dan di sekitar benda padat,โ kenangnya.
Jika kita melihat sesuatu yang secara fundamental berbeda dari yang kita harapkan, fisikawan harus mempertimbangkan kembali, misalnya, teori gravitasi.
Gambar pertama dari lubang hitam, yang bisa kita lihat, akan muncul tidak lebih awal dari 2018. Sementara itu, lihatlah apa yang kira-kira dapat kita lihat dalam gambar-gambar ini, dibangun sebagai hasil dari simulasi komputer.
Menggabungkan data dan membuat gambar keseluruhan menggunakan pengukuran teleskop horizon peristiwa adalah tugas yang salah karena masing-masing hasil berisi jumlah gambar tak terbatas yang mungkin menjelaskan data yang diperoleh. Tugas astronom adalah menemukan penjelasan yang memperhitungkan asumsi awal ini, sekaligus memuaskan data yang diamati. Resolusi sudut teleskop, yang diperlukan untuk memperoleh jumlah data yang cukup, membutuhkan mengatasi banyak masalah dan mempersulit rekonstruksi gambar yang tidak ambigu. Misalnya, pada panjang gelombang yang diamati, inhomogenitas yang berubah dengan cepat di atmosfer menimbulkan kesalahan pengukuran. Algoritma yang andal yang mampu mengembalikan gambar dalam mode resolusi sudut halus terus dicari.
Sejauh ini, tugas membersihkan, menafsirkan, dan mengubah data yang diterima menjadi gambar resolusi tinggi tunggal dilakukan oleh algoritma CHIRP (Rekonstruksi Gambar Resolusi Tinggi Berkelanjutan menggunakan Patch priors), yang dikembangkan oleh sekelompok ilmuwan dari Massachusetts Institute of Technology. Namun, jika Anda fasih dalam fisika dan matematika, penulis CHIRP menerbitkan alat online sederhana untuk para sarjana tersebut
di situs web MIT , dengan bantuan siapa pun yang memiliki keterampilan pemrograman dapat membuat dan menguji versi algoritma mereka sendiri untuk memproses data dari teleskop Event Horizon. Tiba-tiba, Anda dapat melihat masalah dari sudut yang sepenuhnya tidak konvensional dan menawarkan metode unik untuk menyelesaikannya. Saya benar-benar tidak menemukan informasi tentang hadiah itu. Tapi mungkin aku terlihat buruk.
Dalam satu set alat:
- Kumpulan Data Pelatihan Terpadu
- Set Dimensi Data Nyata
- Dataset standar untuk menguji algoritma pemulihan gambar
- Estimasi kuantitatif interaktif efisiensi algoritma pada data uji disimulasikan
- Perbandingan kualitatif kinerja algoritma selama rekonstruksi data nyata
- Formulir daring untuk pemodelan data realistis menggunakan parameter gambar berpemilik dan teleskop
Geektimes sudah menulis tentang persiapan teleskop EHT
tahun lalu