Все черные дыры выглядят как пончики, независимо от их размера

Дядя Влад

Публикация замечательного изображения черной дыры в центре нашей галактики является не только невероятным научным достижением, но и точно согласуется с предсказаниями о том, что такое черные дыры и как эти странные объекты формируются силой гравитации.

Черная дыра, называемая Стрельцом А*, относится к типу сверхмассивных черных дыр и находится в центре почти всех галактик. Наше находится на меньшем конце среди таких гигантов: его масса в 4,3 миллиона раз больше массы Солнца, что намного меньше, чем у других монстров, таких как Мессье 87 , который был изображен в 2019 году и который в 6,5 миллиарда раз больше массы Солнца.

Коллаборация EHT создала множество изображений Стрельца A*, используя трассировку лучей, метод, который визуализирует свойства черной дыры на основе данных, собранных с помощью массива радиотелескопов, и предсказаний общей теории относительности Эйнштейна. Показанные здесь изображения были созданы Чи-Кван Чан из UA Arizona.
Коллаборация EHT создала множество изображений Стрельца A*, используя трассировку лучей, метод, который визуализирует свойства черной дыры на основе данных, собранных с помощью массива радиотелескопов, и предсказаний общей теории относительности Эйнштейна. Показанные здесь изображения были созданы Чи-Кван Чан из UA Arizona. Бен Пратер/Рабочая группа по теории EHT/Чи-Кван Чан

Однако изображения этих двух черных дыр выглядят заметно похожими, поскольку оба имеют характерную форму пончика. И это точно согласуется с предсказаниями физиков, согласно которым черные дыры будут выглядеть одинаково независимо от их размера.

«Тот факт, что свет выглядит как кольцо с черной тенью внутри, говорит вам, что это чисто гравитация», — пояснил в своем заявлении исследователь черных дыр Димитриос Псалтис из Аризонского университета. «Все это предсказано общей теорией относительности Эйнштейна, единственной теорией в космосе, которая не заботится о масштабе».

Это масштабирование необычно, потому что большинство вещей, существующих в разных масштабах, выглядят очень по-разному — Псалтис приводит в пример муравья и слона, которые выглядят очень по-разному, среди прочего, из-за того, как поддерживается их масса. Но черные дыры, кажется, не такие, потому что они одинаковы, большие они или маленькие. Массив Мессье 87 в 1500 раз больше, чем у Стрельца A*, а также значительно больше, как вы можете видеть на сравнительном изображении , полученном Европейской южной обсерваторией. Но эти двое очень похожи.

Сравнение размеров двух черных дыр, полученных с помощью Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration: M87* в центре галактики Мессье 87 и Стрелец A* (Sgr A*) в центре Млечного Пути.
Сравнение размеров двух черных дыр, полученных с помощью Event Horizon Telescope (EHT) Collaboration: M87* в центре галактики Мессье 87 и Стрелец A* (Sgr A*) в центре Млечного Пути. Сотрудничество с EHT (благодарность: Лия ​​Медейрос, xkcd)

Это означает, что даже очень маленькие черные дыры, если бы мы смогли их изобразить, выглядели бы как изображения Стрельца A* и Мессье 87. Все они имели бы похожую форму пончика.

«Куда бы мы ни посмотрели, мы должны увидеть пончики, и все они должны выглядеть более или менее одинаково, — сказал Псалтис, — и причина, по которой это важно — помимо того факта, что это подтверждает наш прогноз, — в том, что это никому не нравится. В физике нам не нравится мир, в котором у вещей нет точки привязки, определенного масштаба».