Kayıtlar
ilk kara delik fotoğrafının yayınlanmasından iki yıl sonra:Kasım 1783'te bir İngiliz doğa filozofu ve papazı John Michell, fizikçi Henry Cavendish'e (Henry Cavendish) ilk olarak karanlık bir cisim veya karanlık yıldız olabileceğini öne süren bir mektup yazdı. (Karanlık yıldız) yoğunluğu çok yüksek, ve ışığın bile kaçamayacağı kadar büyük bir yerçekimi var.
John Michell ilk kez "karanlık bir gök cismi" nin varlığını önerdiğinden beri, insanlar bu gizemli gök cismi keşfetmeyi asla bırakmadı.
Neyse ki 21. yüzyılda yaşayan bizler için resmin tamamını bilmek zor olsa da, kıymetli kara delik fotoğrafları da gördük.
Nisan 2019'da, dünya çapında 30'dan fazla araştırma biriminden oluşan Event Horizon Telescope (EHT) ekibi, M87 galaksi kara deliğinden gelen ilk kara delik fotoğrafını yayınladı.
Daha sonra, Nisan 2020'de, gökbilimciler dünyanın ikinci kara delik fotoğrafını yayınladılar; kuasar 3C 279'un merkezi çekirdeğinin bir fotoğrafı ve 5,5 milyar ışık yılı uzaklıkta Nisan 2017'de çekilmiş jet orijini.
Kara delik araştırmasıyla ilgili en son haberler: 24 Mart 2021'de, EHT ekibi bir kara delik fotoğrafını bir kez daha açıkladı - bu, Nisan 2019'da polarize ışık altında yayınlanan M87 galaksisinin kara delik fotoğrafının görüntüsü.
Kimileri insanlık tarihindeki ilk kara delik fotoğrafının artık daha net olduğunu söylüyorlar Aslında fotoğraftaki çizgiler, kara deliğin gölgesi etrafındaki manyetik alanla ilgili olan kutuplaşmanın yönünü gösteriyor.
Bilim adamlarının sözleriyle: EHT ekibi, bu süper kütleli kara deliği ortaya çıkarmak için yeni bir bakış açısı sağladı.
Kara delik nedir?
EHT ekibinin araştırmasını anlamadan önce kara deliği anlayalım.
John Michell'in mektubundan yaklaşık 132 yıl sonra, size yabancı olmayan bir fizikçi olan "karanlık gök cisimlerinin" varlığından söz ettim ve ben de onun varlığını bir kez daha tahmin ettim.
1915'te Albert Einstein, genel göreliliğin temelini tamamladı ve ertesi yıl resmi olarak yayınladı.
Einstein'ın genel görelilik teorisi, evrende, nükleer füzyon reaksiyonundan sonra yeterli kütleye sahip bir yıldızın yerçekimsel çöküşü tarafından üretilen bir tür gök cismi olduğunu öngörüyordu. Bu tür bir gök cismi son derece yoğun, küçük boyutlu ve son derece güçlüdür, o kadar güçlüdür ki, ışık bile çekilir ve kaçamaz.
Kısa süre sonra, Alman fizikçi Karl Schwarzschild bu tahmin için kesin bir çözüm buldu.
Schwarzschild, hesaplama yoluyla Einstein'ın alan denkleminin bir vakum çözümünü elde etti.Bu çözüm, statik küresel simetrik bir yıldızın gerçek yarıçapının sabit bir değerden küçük olması durumunda (burada ünlü Schwarzschild yarıçapına atıfta bulunulmaktadır), etrafında tekillikler olacağını göstermektedir. : "Ufuk" adlı bir arayüze girdikten sonra, ışık bile kaçamaz (burada zaman ve uzayın sınırı olan olay ufkunu ifade eder.
Olay ufkunda yerçekimi kuvveti çok büyüktür ve kara deliğin yakınındaki kaçış hızı ışık hızından daha büyüktür ve hiçbir ışık kaçamaz; olay ufkunun dışında nesneler kara delikten etkilenmeyecektir).
1969 yılına kadar Amerikalı astrofizikçi John Archibald Wheeler ilk olarak "kara delikler" kavramını önerdi.
O zamandan beri, bir kara deliğin tanımı şudur: uzay-zaman eğriliği o kadar büyük olan ve ışığın olay ufkundan kaçamayacağı kadar büyük bir gök cismi.
Kara delikleri keşfetmek ne kadar zor
Tahminlerden veya hesaplamalardan bağımsız olarak, kara deliklerin varlığını gerçekten algılamak, daha fazla keşif yapmak bir yana, imkansızdır.
Ancak 1964'te Amerikan sondaj roketinin Cygnus yönünde bulunan bir ikili yıldız sistemi "Cygnus X-1" keşfettiğini belirtmekte fayda var.
Bir X-ışını ikili yıldız sistemi olarak, Cygnus X-1, X-ışını kaynakları üretebilen kompakt bir yıldız ve mavi bir dev yıldız içerir.
O zamanlar, İngiliz teorik fizikçi Stephen Hawking ve Amerikalı teorik fizikçi Kip Stephen Thorne, Cygnus X-1 üzerine bahse girmişti.
Hawking, Cygnus X-1'in bir kara delik olmadığına, ancak daha sonra giderek daha fazla gözlemsel kanıtın önünde olduğuna bahse girer.Hawking ayrıca Cygnus X-1'in 1990'da bir kara delik olduğunu ve aynı zamanda keşfedilen ilk kara delik olduğunu da kabul etti. gerçek keşifte insanlar tarafından.
Bu örnekle, insanların kara delikleri keşfetmesinin oldukça zor olduğunu görmek zor değil. Bunun büyük bir kısmı, kara deliklerin doğrudan gözlemlenememesidir.Bilim adamları, onun varlığını, kütlesini ve diğerleri üzerindeki etkisini ancak dolaylı olarak bilebilir bir şeyler.
Spesifik olarak, nesne kara deliğin içine çekilmeden önce, yerçekiminin neden olduğu ivme sürtünmeye neden olacak ve sonra bazı bilgileri açığa çıkaracaktır.Bu, bilim adamlarının kara deliğin varlığını yargılamak için anahtar kanıtıdır (dolaylı olarak kara deliğin yörüngesini gözlemleyerek) yıldızlar veya yıldızlararası bulut gazı kümeleri)., Ayrıca bazı ipuçları bulabilir).
Çoğu insan için kara delikler Nolan'ın filmleri gibi olabilir, anlamaya çalışmayın, sadece hissedin (elle).
Bilim adamları kara delikleri daha iyi anlamak için bir alet kullandılar - 8 radyo teleskopundan oluşan bir tür "Olay Ufuk Teleskobu" (EHT) (radyo teleskopu, gök cisimlerinden gelen radyo dalgalarının temel gözlemini ve çalışmasını ifade eder). olay ufkunu gözlemlemek için.
2006 yılında, dünya çapında 30'dan fazla araştırma enstitüsünden bilim adamları, kara deliklerin fotoğraflarını çekmek için bir proje başlatmak üzere güçlerini birleştirdiler.
Lei Feng.com daha önce, bu plan kapsamında, çeşitli yerlere dağıtılan sekiz radyo teleskopunun aynı hedef kaynağını birlikte gözlemlediğini ve verileri kaydettiğini, böylece dünyanın çapına eşdeğer bir açıklığa sahip sanal bir teleskop oluşturarak teleskobun açısal çözünürlüğünü artırdığını bildirdi. Olay ufkunun ölçekli yapısını gözlemlemek yeterlidir.
EHT'nin ayırt edici özelliği ile ilgili olarak, Çin Bilimler Akademisi'nin canlı bir benzetmesi vardır: Ay'da bir kredi kartını yeryüzünde net bir şekilde görmek için gereken çözünürlüğe eşdeğerdir.
Nisan 2017'de kara delik fotoğrafının çekimi tamamlandı ve bilim adamları veri işleme sürecine başladı.
Son olarak, 10 Nisan 2019'da saat 9'da, ABD Doğu Saati, Washington, ABD, Şangay ve Taipei, Çin, Santiago, Şili, Brüksel, Danimarka, Lynby, Danimarka ve Tokyo, Japonya aynı anda bir basın toplantısı düzenledi. insan tarafından elde edilen ilk kara delik fotoğrafını ortaya çıkaran zaman.
Fotoğraf, parlak bir halka yapısını göstermektedir ve halka yapısının ortasındaki siyah alan, kara deliğin gölgesidir.
Bu nedenle, EHT ekibi Eylül 2019'da Bilim Atılım Ödülünün Temel Fizik Ödülü'nü kazandı.
İlk kara delik polarizasyon görüntüsü yayınlandı
İlk kara delik fotoğrafının yayınlanmasının üzerinden neredeyse iki yıl geçti.
24 Mart 2021'de yerel saatle EHT ekibinden 3 makale Astrophysical Journal Letters'da yüzlerce ortak yazarla birlikte yayınlandı.
Tez, temel olarak, organize kutupsal manyetik alanla ilgili olan kara delik kenarının kutuplaşma özellikleriyle ilgilidir.
Çin Bilimler Akademisi yanıt olarak şunları söyledi:
Gökbilimciler, bir kara deliğin kenarına bu kadar yakın olan manyetik alanı karakterize eden polarizasyon bilgisini ilk kez ölçüyorlar. Bu sonuç, Dünya'dan 55 milyon ışıkyılı uzaklıktaki M87 galaksisinin nasıl yayıldığını açıklamak için çok önemlidir çekirdeğinden devasa bir enerji jeti.
Araştırma nesnesi olan M87 galaksisinin kara deliği, M87 galaksisinde (yani Başak) bulunan devasa bir kara deliktir.Kütlesi yaklaşık 3-6 milyar güneş ve güneş sisteminden uzaklığı yaklaşık Şu anda 50 milyon ışıkyılı, bilim adamları seçti Ana gözlem hedefleri, M87 galaksi kara deliği ve Samanyolu galaksisinin merkezinde bulunan Yay A * (Yay A *) kara deliktir.
EHT ekibi, M87 galaksisinin kara deliği ile ilgili veriler üzerinde derinlemesine araştırma yaptı ve M87 kara deliğinin etrafındaki ışığın önemli bir kısmının polarize olduğunu buldu.
Polarizasyon olarak da bilinen polarizasyon, enine dalga titreşim vektörünün (yani dalga yayılma yönüne dik) belirli yönlerden saptığı bir olguyu ifade eder. Titreşim yönünün yayılma yönüne olan bu asimetrisi, enine dalgaların diğer uzunlamasına dalgalardan farklı olduğunun en açık işaretidir.
Şangay Astronomik Gözlemevi'nin girişine göre:
Radyo astronomi alanında, aldığımız göksel sinyallerin çoğu polarize ışıktır. Bununla birlikte, üst üste binme etkisi nedeniyle ve karadeliğin yakınındaki yoğun bölgede polarizasyon özelliği zayıflayacağından, ışık derinliği genellikle polarizasyon derecesini de etkiler.
Şangay Astronomik Gözlemevi, EHT'nin M87 kara deliğinin gölgesi etrafındaki yüksek çözünürlüklü polarizasyon görüntülerini yakalayabileceğine inanıyor, bunun başlıca nedeni:
EHT'nin yüksek çözümleme gücü vardır ve yoğun alanları ayrıştırabilir;
Gözlem dalga bandı, polarizasyon derecesi üzerindeki etkiyi büyük ölçüde zayıflatan kısa milimetre dalga bandındadır.
Leifeng.com, EHT ekibinin bir üyesi ve Şangay Astronomi Gözlemevi'nde yardımcı araştırmacı olan Jiang Wu'nun şunları söylediğini fark etti:
Geleneksel VLBI (Very Long Baseline Interferometry) polarizasyon ölçümü zordur ve bu polarizasyon görüntüsünü EHT ile elde etmek daha da zordur. Bu nedenle, ilk kara delik görüntüsü yayınlandıktan sonra, kutuplaşma görüntüsünün elde edilmesi yaklaşık iki yıl sürdü.
Kuşkusuz bu bilimsel araştırma, insanın kara delikler hakkındaki anlayışını bir kez daha derinleştirdi.
Daha sonra, Nisan 2020'de, gökbilimciler dünyanın ikinci kara delik fotoğrafını yayınladılar; kuasar 3C 279'un merkezi çekirdeğinin bir fotoğrafı ve 5,5 milyar ışık yılı uzaklıkta Nisan 2017'de çekilmiş jet orijini.
Kara delik araştırmasıyla ilgili en son haberler: 24 Mart 2021'de, EHT ekibi bir kara delik fotoğrafını bir kez daha açıkladı - bu, Nisan 2019'da polarize ışık altında yayınlanan M87 galaksisinin kara delik fotoğrafının görüntüsü.
Kimileri insanlık tarihindeki ilk kara delik fotoğrafının artık daha net olduğunu söylüyorlar Aslında fotoğraftaki çizgiler, kara deliğin gölgesi etrafındaki manyetik alanla ilgili olan kutuplaşmanın yönünü gösteriyor.
Bilim adamlarının sözleriyle: EHT ekibi, bu süper kütleli kara deliği ortaya çıkarmak için yeni bir bakış açısı sağladı.
Kara delik nedir?
EHT ekibinin araştırmasını anlamadan önce kara deliği anlayalım.
John Michell'in mektubundan yaklaşık 132 yıl sonra, size yabancı olmayan bir fizikçi olan "karanlık gök cisimlerinin" varlığından söz ettim ve ben de onun varlığını bir kez daha tahmin ettim.
1915'te Albert Einstein, genel göreliliğin temelini tamamladı ve ertesi yıl resmi olarak yayınladı.
Einstein'ın genel görelilik teorisi, evrende, nükleer füzyon reaksiyonundan sonra yeterli kütleye sahip bir yıldızın yerçekimsel çöküşü tarafından üretilen bir tür gök cismi olduğunu öngörüyordu. Bu tür bir gök cismi son derece yoğun, küçük boyutlu ve son derece güçlüdür, o kadar güçlüdür ki, ışık bile çekilir ve kaçamaz.
Kısa süre sonra, Alman fizikçi Karl Schwarzschild bu tahmin için kesin bir çözüm buldu.
Schwarzschild, hesaplama yoluyla Einstein'ın alan denkleminin bir vakum çözümünü elde etti.Bu çözüm, statik küresel simetrik bir yıldızın gerçek yarıçapının sabit bir değerden küçük olması durumunda (burada ünlü Schwarzschild yarıçapına atıfta bulunulmaktadır), etrafında tekillikler olacağını göstermektedir. : "Ufuk" adlı bir arayüze girdikten sonra, ışık bile kaçamaz (burada zaman ve uzayın sınırı olan olay ufkunu ifade eder.
Olay ufkunda yerçekimi kuvveti çok büyüktür ve kara deliğin yakınındaki kaçış hızı ışık hızından daha büyüktür ve hiçbir ışık kaçamaz; olay ufkunun dışında nesneler kara delikten etkilenmeyecektir).
1969 yılına kadar Amerikalı astrofizikçi John Archibald Wheeler ilk olarak "kara delikler" kavramını önerdi.
O zamandan beri, bir kara deliğin tanımı şudur: uzay-zaman eğriliği o kadar büyük olan ve ışığın olay ufkundan kaçamayacağı kadar büyük bir gök cismi.
Kara delikleri keşfetmek ne kadar zor
Tahminlerden veya hesaplamalardan bağımsız olarak, kara deliklerin varlığını gerçekten algılamak, daha fazla keşif yapmak bir yana, imkansızdır.
Ancak 1964'te Amerikan sondaj roketinin Cygnus yönünde bulunan bir ikili yıldız sistemi "Cygnus X-1" keşfettiğini belirtmekte fayda var.
Bir X-ışını ikili yıldız sistemi olarak, Cygnus X-1, X-ışını kaynakları üretebilen kompakt bir yıldız ve mavi bir dev yıldız içerir.
O zamanlar, İngiliz teorik fizikçi Stephen Hawking ve Amerikalı teorik fizikçi Kip Stephen Thorne, Cygnus X-1 üzerine bahse girmişti.
Hawking, Cygnus X-1'in bir kara delik olmadığına, ancak daha sonra giderek daha fazla gözlemsel kanıtın önünde olduğuna bahse girer.Hawking ayrıca Cygnus X-1'in 1990'da bir kara delik olduğunu ve aynı zamanda keşfedilen ilk kara delik olduğunu da kabul etti. gerçek keşifte insanlar tarafından.
Bu örnekle, insanların kara delikleri keşfetmesinin oldukça zor olduğunu görmek zor değil. Bunun büyük bir kısmı, kara deliklerin doğrudan gözlemlenememesidir.Bilim adamları, onun varlığını, kütlesini ve diğerleri üzerindeki etkisini ancak dolaylı olarak bilebilir bir şeyler.
Spesifik olarak, nesne kara deliğin içine çekilmeden önce, yerçekiminin neden olduğu ivme sürtünmeye neden olacak ve sonra bazı bilgileri açığa çıkaracaktır.Bu, bilim adamlarının kara deliğin varlığını yargılamak için anahtar kanıtıdır (dolaylı olarak kara deliğin yörüngesini gözlemleyerek) yıldızlar veya yıldızlararası bulut gazı kümeleri)., Ayrıca bazı ipuçları bulabilir).
Çoğu insan için kara delikler Nolan'ın filmleri gibi olabilir, anlamaya çalışmayın, sadece hissedin (elle).
Bilim adamları kara delikleri daha iyi anlamak için bir alet kullandılar - 8 radyo teleskopundan oluşan bir tür "Olay Ufuk Teleskobu" (EHT) (radyo teleskopu, gök cisimlerinden gelen radyo dalgalarının temel gözlemini ve çalışmasını ifade eder). olay ufkunu gözlemlemek için.
2006 yılında, dünya çapında 30'dan fazla araştırma enstitüsünden bilim adamları, kara deliklerin fotoğraflarını çekmek için bir proje başlatmak üzere güçlerini birleştirdiler.
Lei Feng.com daha önce, bu plan kapsamında, çeşitli yerlere dağıtılan sekiz radyo teleskopunun aynı hedef kaynağını birlikte gözlemlediğini ve verileri kaydettiğini, böylece dünyanın çapına eşdeğer bir açıklığa sahip sanal bir teleskop oluşturarak teleskobun açısal çözünürlüğünü artırdığını bildirdi. Olay ufkunun ölçekli yapısını gözlemlemek yeterlidir.
EHT'nin ayırt edici özelliği ile ilgili olarak, Çin Bilimler Akademisi'nin canlı bir benzetmesi vardır: Ay'da bir kredi kartını yeryüzünde net bir şekilde görmek için gereken çözünürlüğe eşdeğerdir.
Nisan 2017'de kara delik fotoğrafının çekimi tamamlandı ve bilim adamları veri işleme sürecine başladı.
Son olarak, 10 Nisan 2019'da saat 9'da, ABD Doğu Saati, Washington, ABD, Şangay ve Taipei, Çin, Santiago, Şili, Brüksel, Danimarka, Lynby, Danimarka ve Tokyo, Japonya aynı anda bir basın toplantısı düzenledi. insan tarafından elde edilen ilk kara delik fotoğrafını ortaya çıkaran zaman.
Fotoğraf, parlak bir halka yapısını göstermektedir ve halka yapısının ortasındaki siyah alan, kara deliğin gölgesidir.
Bu nedenle, EHT ekibi Eylül 2019'da Bilim Atılım Ödülünün Temel Fizik Ödülü'nü kazandı.
İlk kara delik polarizasyon görüntüsü yayınlandı
İlk kara delik fotoğrafının yayınlanmasının üzerinden neredeyse iki yıl geçti.
24 Mart 2021'de yerel saatle EHT ekibinden 3 makale Astrophysical Journal Letters'da yüzlerce ortak yazarla birlikte yayınlandı.
Tez, temel olarak, organize kutupsal manyetik alanla ilgili olan kara delik kenarının kutuplaşma özellikleriyle ilgilidir.
Çin Bilimler Akademisi yanıt olarak şunları söyledi:
Gökbilimciler, bir kara deliğin kenarına bu kadar yakın olan manyetik alanı karakterize eden polarizasyon bilgisini ilk kez ölçüyorlar. Bu sonuç, Dünya'dan 55 milyon ışıkyılı uzaklıktaki M87 galaksisinin nasıl yayıldığını açıklamak için çok önemlidir çekirdeğinden devasa bir enerji jeti.
Araştırma nesnesi olan M87 galaksisinin kara deliği, M87 galaksisinde (yani Başak) bulunan devasa bir kara deliktir.Kütlesi yaklaşık 3-6 milyar güneş ve güneş sisteminden uzaklığı yaklaşık Şu anda 50 milyon ışıkyılı, bilim adamları seçti Ana gözlem hedefleri, M87 galaksi kara deliği ve Samanyolu galaksisinin merkezinde bulunan Yay A * (Yay A *) kara deliktir.
EHT ekibi, M87 galaksisinin kara deliği ile ilgili veriler üzerinde derinlemesine araştırma yaptı ve M87 kara deliğinin etrafındaki ışığın önemli bir kısmının polarize olduğunu buldu.
Polarizasyon olarak da bilinen polarizasyon, enine dalga titreşim vektörünün (yani dalga yayılma yönüne dik) belirli yönlerden saptığı bir olguyu ifade eder. Titreşim yönünün yayılma yönüne olan bu asimetrisi, enine dalgaların diğer uzunlamasına dalgalardan farklı olduğunun en açık işaretidir.
Şangay Astronomik Gözlemevi'nin girişine göre:
Radyo astronomi alanında, aldığımız göksel sinyallerin çoğu polarize ışıktır. Bununla birlikte, üst üste binme etkisi nedeniyle ve karadeliğin yakınındaki yoğun bölgede polarizasyon özelliği zayıflayacağından, ışık derinliği genellikle polarizasyon derecesini de etkiler.
Şangay Astronomik Gözlemevi, EHT'nin M87 kara deliğinin gölgesi etrafındaki yüksek çözünürlüklü polarizasyon görüntülerini yakalayabileceğine inanıyor, bunun başlıca nedeni:
EHT'nin yüksek çözümleme gücü vardır ve yoğun alanları ayrıştırabilir;
Gözlem dalga bandı, polarizasyon derecesi üzerindeki etkiyi büyük ölçüde zayıflatan kısa milimetre dalga bandındadır.
Leifeng.com, EHT ekibinin bir üyesi ve Şangay Astronomi Gözlemevi'nde yardımcı araştırmacı olan Jiang Wu'nun şunları söylediğini fark etti:
Geleneksel VLBI (Very Long Baseline Interferometry) polarizasyon ölçümü zordur ve bu polarizasyon görüntüsünü EHT ile elde etmek daha da zordur. Bu nedenle, ilk kara delik görüntüsü yayınlandıktan sonra, kutuplaşma görüntüsünün elde edilmesi yaklaşık iki yıl sürdü.
Kuşkusuz bu bilimsel araştırma, insanın kara delikler hakkındaki anlayışını bir kez daha derinleştirdi.
0 Yorumlar