Ученые разрабатывают новый метод для изучения черных дыр через световые эхо
Исследователи из Принстонского университета и Лос-Аламосской национальной лаборатории представили инновационный подход к изучению черных дыр, используя световые эхо — свет, который обходит черную дыру, прежде чем достичь Земли. Эта методика обещает значительное расширение наших знаний о массе и спине черных дыр, а также о роли, которую они играют в эволюции галактик.
Гравитационные линзы и световые эхо
Концепция основана на явлении гравитационной линзы, когда массивные объекты, такие как черные дыры, искажают пространство-время, отклоняя путь света. Черные дыры, как, например, находящаяся в центре галактики Мессье 87, обладают колоссальной массой — в 6,5 миллиарда раз превышающей массу нашего Солнца. Такие объекты могут повлиять на свет, заставляя его вращаться вокруг себя много раз, прежде чем он попадет на Землю, что мы наблюдаем как световые эхо.
Эти эхо возникают, когда свет, испущенный окружающей черную дыру материей, не только движется прямо к наблюдателю, но и отклоняется в другую сторону, облетая черную дыру. Таким образом, мы получаем замедленное и искаженное изображение первоначального всплеска света.
Новые методы измерения
Команда ученых использовала компьютерные модели, чтобы продемонстрировать, как можно использовать длиннобазовую интерферометрию. Этот метод объединяет информацию от телескопов, находящихся на разных расстояниях, позволяя различать прямой свет и световое эхо. Ученые предполагают, что совместная работа наземного и космического телескопов может позволить идентифицировать эти слабые сигналы.
- Масса черной дыры: Чем больше черная дыра, тем шире ее горизонт событий, и тем дольше свет будет кружить вокруг нее.
- Угол наблюдения: Разные углы могут приводить к различным временам задержки света.
Значение открытий
Понимание массы и спина черных дыр открывает новые горизонты в астрономии. Ученые уверены, что чёрные дыры играют важную роль в развитии Вселенной, не только поглощая материю, но и выделяя значительное количество энергии, влияя на формирование звезд и структуру галактик.
“Черные дыры влияют на эволюцию галактик, формируя, когда и где появляются звезды,” — говорит Джордж Уонг из Принстона.
Тестирование теории относительности
Изучение световых эхо также предоставляет уникальную возможность проверить теорию относительности Эйнштейна, учитывая, что гравитационные линзы являются доказательством взаимодействия массы и энергию с пространством и временем. Если данные покажут что-то, что не соответствует предсказаниям теории, это может открыть новые темы для обсуждения и экспериментов в физике.
Эта работа была опубликована 7 ноября в журнале The Astrophysical Journal Letters и может стать основой для будущих исследований в области черных дыр и общей физики.