อ่านนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์พิสูจน์: หลุมดำเป็นเงา จนถึงการดำรงอยู่ของพวกเขาคือการพิสูจน์ทางอ้อม - โดยอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของพวกเขาในสภาพแวดล้อมของพวกเขา แต่การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ใหม่แสดงให้เห็นว่าดักจับแรงโน้มถ่วงสามารถมองเห็นได้อย่างไร: กล้องโทรทรรศน์วิทยุสามารถสังเกตเงาของพวกมันได้ในอนาคตอันใกล้ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้ถ่ายภาพเงาที่มองไม่เห็นนั่นคือเส้นขอบของหลุมดำ ภาพเป็นผี: ท่ามกลางแสงสลัวมีโซนวงกลมแห่งความมืด อย่างลึกลับหลอดอาหารก็แยกออกจากสิ่งที่ไม่รู้จักไปยังผู้ชม หลุมดำมีน้ำหนักสามล้านเท่าดวงอาทิตย์ของเราและอยู่ห่างออกไปประมาณ 26, 000 ปีแสง - ในใจกลางทางช้างเผือก
นักดาราศาสตร์จาก Max Planck Institute เพื่อการศึกษาทางดาราศาสตร์ในกรุงบอนน์และสถาบัน Max Planck สำหรับวิชาฟิสิกส์ต่างดาวใน Garching ได้พิสูจน์กับดักแรงโน้มถ่วงลึกลับเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา แต่พวกเขาประสบความสำเร็จทางอ้อมเท่านั้น: ศูนย์กลางของแรงโน้มถ่วงถูกทรยศโดยการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ซึ่งหมุนรอบตัวมัน ในทางกลับกันรูปภาพใหม่แสดงขอบเขตนอกของหลุมดำ - ขอบฟ้าเหตุการณ์ เขาเป็นสถานที่ที่ไม่หวนคืน สิ่งใดก็ตามที่อยู่เบื้องหลังขอบฟ้าเหตุการณ์ไม่สามารถหลบหนีความหายนะที่น่ารังเกียจ แม้แต่แสงก็ช้าเกินไปสำหรับเรื่องนั้น แต่โฟตอนนอกเส้นขอบฟ้าเหตุการณ์ยังคงจัดการเพื่อดึงแรงดึงดูดและมาถึงเราในลักษณะที่คดเคี้ยว ท่ามกลางเมฆรังสีนี้เงาของหลุมดำเป็นวงกลมในภาพถ่าย เนื่องจากหลุมดำทำหน้าที่ตัวเองในฐานะเลนส์ความโน้มถ่วงและการเปลี่ยนเส้นทางของแสงอย่างน่าประหลาดใจขอบฟ้าเหตุการณ์ของมันดูเหมือนจะถูกขยายห้าเท่า
อย่างไรก็ตามภาพถ่ายยังคงเป็นความฝันในอนาคต - นิยายวิทยาศาสตร์ในแง่ที่ดีที่สุด นวนิยายเพราะมันมีอยู่จนถึงเพียงการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ แต่ยังรวมถึงวิทยาศาสตร์ด้วยเนื่องจากการจำลองนี้ตั้งอยู่บนพื้นฐานของวิทยาศาสตร์อย่างหนัก - ตามทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein Heino Falcke จาก Max Planck สถาบันดาราศาสตร์วิทยุ Eric Agol ของมหาวิทยาลัย Johns Hopkins ในเมืองบัลติมอร์รัฐแมรี่แลนด์และ Fulvio Melia จากมหาวิทยาลัยแอริโซนาใน Tucson ใช้โปรแกรม "ray-tracing" เพื่อคำนวณเส้นทางที่สับสนของโฟตอน ผ่านห้องที่โค้งโดยหลุมดำ “ คุณทำตามเส้นทางของโฟตอนทุกตัวที่ปล่อยออกมาใกล้หลุมดำกลับไปที่ผู้สังเกตการณ์” Fulvio Melia อธิบาย "โปรแกรมคำนวณผลกระทบที่หลุมดำมีต่อวิถีและความยาวคลื่นของโฟตอน" ผลลัพธ์: ขอบฟ้าเหตุการณ์เหมือนเงา "คำนี้อธิบายสิ่งที่คุณเห็นได้ดีมาก" Heino Falcke อธิบาย
เทคนิคการสังเกตทางดาราศาสตร์ในไม่ช้าจะสามารถถ่ายภาพเงาที่แท้จริงของหลุมดำได้ในไม่ช้า เคล็ดลับ: กล้องโทรทรรศน์วิทยุเชื่อมต่อกันทั่วโลกเพื่อสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่มีความยาวฐานหลายพันกิโลเมตร นักดาราศาสตร์พูดถึง VLBI - Interferometry ที่ยาวมาก ๆ ภาพนั้นคมชัดมาก “ ด้วยความละเอียดของวันนี้เราสามารถเห็นขนาดของเมล็ดมัสตาร์ดจากบอนน์ในระยะทางที่ห่างไกลจากลอสแองเจลิส” Falcke กล่าว "ตอนนี้เราต้องการที่จะก้าวต่อไปและค้นพบหลุมในเมล็ดมัสตาร์ดนี้" การคำนวณทางคอมพิวเตอร์แสดงให้เห็นว่าด้วยคลื่นวิทยุสั้นเงาของหลุมดำอาจจะเดาได้แล้ว "ที่ความยาวคลื่น 1.3 มม. ในปัจจุบันของ VLBI เราอาจไม่มีโชค แต่ที่ 0.8 มม. ฉันเห็นโอกาสที่แท้จริง "Falcke เชื่อมั่น หากเวลาการสังเกตการณ์ที่เพียงพอได้รับการอนุมัติซึ่งไม่ได้เป็นการพิสูจน์ตัวเองอย่างชัดเจนเมื่อเผชิญกับการแข่งขันที่ดุเดือดในการวิจัยทางดาราศาสตร์ที่ล้ำสมัยเขาหวังว่าจะได้รับผลบวกตั้งแต่ต้นทศวรรษ นักดาราศาสตร์ที่สถาบัน Max Planck สำหรับดาราศาสตร์วิทยุกำลังทำงานเพื่อให้ VLBI เป็นไปได้ในช่วงความยาวคลื่นที่สั้นลง

=== Rüdiger Vaas

© science.de

แนะนำ ตัวเลือกของบรรณาธิการ