2019 metais pasaulį apskriejusi juodosios skylės nuotrauka patvirtina Einšteino teoriją

Mokslui atrandant vis naujų astonominių faktų, A. Einšteino teorija, kad gravitacija yra materijos poveikis, iškreipianti erdvę ir laiką[K Z1] , išsilaiko nepaneigta jau šimtą metų.

Projekto „Event Horizon Telescope“ (EHT) mokslininkai, kurie praėjusiais metais nufotografavo centrinę galaktikos M87 juodąją skylę, išanalizavo jos „šešėlį“.

Juodosios skylės nemeta šešėlių įprasta prasme – nes jos nėra tradiciniai vientisi objektai, kurie užstoja per juos bandančią prasiskverbti šviesą.

Vietoj to, juodosios skylės su šviesa sąveikauja kiek kitaip – tačiau sukuria panašų efektą. Juodoji skylė gali siurbti šviesą į save, ir nors šviesa negali ištrūkti iš juodosios skylės vidaus, ji gali „pabėgti“ iš vadinamojo įvykio horizonto prieigų. Ir ši tarpinė erdvė gali atrodyti kaip šešėlis.

Kadangi juodosios skylės turi tokią didelę gravitaciją, kuri iškreivina erdvėlaikį, jos iš tikrųjų gali veikti kaip didintuvas, dėl kurio juodosios skylės šešėlis atrodo didesnis, nei yra iš tiesų.

Tyrėjų grupė išmatavo šį iškraipymą ir nustatė, kad šios juodosios skylės šešėlio dydis sutampa su reliatyvumo teorijos prognozėmis – t.y. kad materija, idant sukurtų gravitaciją, iškreipia erdvėlaikį.

Tyrimas paskelbtas žurnale „Physical Review Letters“.

„Iš tiesų tai yra tik pradžia. Dabar mes parodėme, kad gravitacijos teorijai patikrinti galima naudoti juodosios skylės vaizdą, – sako tyrimų bendraautorė ir doktorantė Lia Medeiros iš Niudžersio Pažangiųjų tyrimų instituto. – Toks bandymas bus dar galingesnis, kai nufotografuosime juodąją skylę mūsų pačių galaktikos[K Z2] centre – ir ateityje EHT atliksime stebėjimus [K Z3] naudodami papildomus teleskopus, kurie bus prijungti prie masyvo“.

Palyginus su ankstesniais gravitacijos tyrinėjimais, kaip kad gravitacinių bangų ar raibuliavimo aptikimas erdvėje ar net žvaigždės šviesos poslinkis, užfiksuotas 1919 m. Saulės užtemimo metu, toks gravitacijos testas čia, didžiulės juodosios skylės pakraštyje, yra tiesiog ekstremalus.

Šiame tyrime tirta juodoji skylė yra 6,5 milijardo kartų masyvesnė už mūsų Saulę[K Z4] , o Žemės gravitacinių bangų detektoriai stebi juodąsias skyles, kurios yra penkis ar keliasdešimt kartų didesnės už Saulės masę.

Toks diapazonas padeda geriau suprasti juodųjų skylių savybes – tiek matomus aspektus, tiek jų nematomas struktūras.

„Naudodamiesi mūsų sukurtu matuokliu, mes parodėme, kad išmatuotas juodosios skylės M87 šešėlio dydis beveik 500 kartų sumažina erdvę A.Einsteino bendrosios reliatyvumo teorijos modifikavimui, palyginus su ankstesniais Saulės sistemos bandymais, – sako tyrimo bendraautorius ir Arizonos universiteto astrofizikos profesorius Feryalas Özelas. – Šis naujas ir griežtesnis juodosios skylės šešėlio matavimas užkerta kelią daugeliui būdų bandyti modifikuoti bendrą reliatyvumą“.

Dabar, kai mokslininkai žino, kad gravitacijos teorijos patikrinimui jie gali naudoti juodųjų skylių nuotraukas, tai atveria daugiau galimybių.

„Kartu su gravitacinių bangų stebėjimais tai žymi naujos juodųjų skylių astrofizikos eros pradžią“, – teigia pagrindinis tyrimo autorius ir Arizonos universiteto astrofizikos profesorius Dimitriosas Psaltis.

Nors reliatyvumo teorija išlaikė visus iki šiol jai tekusius bandymus, siekiant patvirtinti, kad ji ir toliau atitinka astrofizinių objektų dėsnius, reikia atlikti tolesnius tyrimus.

„Pirmą kartą turime matuoklį, kuris leidžia atlikti 500 kartų geresnį testą – ir šis matuoklis yra juodosios skylės šešėlio dydis, – sako F.Özelas. – Kai gausime juodosios skylės vaizdą iš savo pačių galaktikos centro, galėsime dar labiau apriboti nukrypimus nuo Bendrosios reliatyvumo[K Z5] teorijos“.

Parengta pagal CNN.