국제 전파 망원경 네트워크는 블랙홀의 그림자에 대한 최초의 근접 이미지를 만들어 냈으며, 과학자들은 오늘 아침에 공개했다 (4 월 10 일). 이벤트 호라이즌 망원경 (Event Horizon Telescope)이라고 불리는이 협력은이 어두운 물체 주위에서 빛이 어떻게 작용할 것인지에 대한 수십 년의 예측을 확인하고 새로운 블랙홀 천문학의 시대를 열었습니다.
에 모리 대학의 천체 물리학 자이자 블랙홀 연구원 인 에린 보닝 (Erin Bonning)은“제로 규모에서 놀라운 규모로 놀라운 결과를 얻었습니다.
그녀는 Live Science에 말했다.
약 일주일 반 전에 발표 된이 발표는 놀라 울 정도로 흥미로운 내용이나 새로운 물리학이 거의 없었습니다. 물리학은 무너지지 않았습니다. 블랙홀의 예기치 않은 기능은 공개되지 않았습니다. 이미지 자체는 우리가 과학과 대중 문화에서 보는 데 사용되는 블랙홀의 일러스트레이션과 거의 완벽하게 일치했습니다. 큰 차이점은 그것이 훨씬 더 흐릿하다는 것입니다.
그러나 보닝은 블랙홀과 관련하여 몇 가지 중요한 질문이 남아 있지만 여전히 해결되지 않은 상태라고 밝혔다.
블랙홀은 어떻게 뜨겁고 빠른 물질의 거대한 제트기를 생성합니까?
모든 초 거대 블랙홀은 근처의 물질을 씹을 수 있고, 사건의 지평선을지나 대부분의 물질을 흡수하고, 천체 물리학 자들이 "상대적 제트기"라고 부르는 타오르는 탑에서 빛을 거의 빛의 속도로 우주로 뱉어내는 능력을 가지고있다.
그리고 처녀 자리 A의 중심에있는 블랙홀 (메시 어 87이라고도 함)은 인상적인 제트기, 우주로 퍼지는 물질 및 방사능으로 유명합니다. 상대 론적 제트기는 너무 커서 주변 은하계를 완전히 탈출 할 수 있습니다.
물리학 자들은 이것이 어떻게 일어나는지에 대한 광범위한 스트로크를 알고 있습니다. 재료는 블랙홀의 중력에 잘 빠지면서 극단적 인 속도로 가속 된 다음 일부는 그 관성을 유지하면서 탈출합니다. 그러나 과학자들은 이것이 어떻게 일어나는지에 대한 세부 사항에 동의하지 않습니다. 이 이미지와 관련 논문은 아직 자세한 내용을 제공하지 않습니다.
Bonning 씨는 상당히 적은 공간을 차지하는 Event Horizons Telescope 관측치와 상대 론적 제트기의 훨씬 더 큰 이미지를 연결하는 문제가 될 것이라고 밝혔다.
물리학 자들은 아직 답을 얻지 못했지만, 곧 공동 작업이 두 번째 목표, 즉 우리 은하의 중심에있는 초대형 블랙홀 궁수 자리 A *의 이미지를 생성하면 곧 올 확률이 높다고 말했다. 처녀 자리 A와 같은 제트기는 생산하지 않습니다. 그녀는 두 이미지를 비교하면 약간의 명확성을 제공 할 수 있다고 말했다.
일반 상대성 이론과 양자 역학은 어떻게 조화를 이룹니 까?
물리학 자들이 모여 새로운 흥미로운 발견에 대해 이야기 할 때마다 누군가가 "양 중력"을 설명하는 데 도움이된다고 제안하는 것을들을 수 있습니다.
양자 중력은 물리학에서 가장 잘 알려져 있지 않기 때문입니다. 약 1 세기 동안 물리학 자들은 중력과 같은 매우 큰 것을 다루는 일반 상대성 이론과 매우 작은 것을 다루는 양자 역학의 두 가지 규칙을 사용했습니다. 문제는이 두 규칙 집이 서로 직접 모순된다는 것입니다. 양자 역학은 중력을 설명 할 수없고 상대성 이론은 양자 행동을 설명 할 수 없습니다.
물리학 자들은 언젠가 양자 중력과 관련된 거대한 통일 된 이론으로이 둘을 연결하기를 희망한다.
오늘 발표 전에 주제에 대한 획기적인 내용이 포함되어있을 것이라는 추측이있었습니다. (일반적인 상대성 이론의 예측이 이미지에서 나오지 않았다면, 그것은 공을 앞으로 나아 갔을 것입니다.) National Science Foundation에서 뉴스 브리핑을하는 동안, 캐나다 워털루 대학 물리학 자 Avery Broderick과 공동 연구자 프로젝트에서 이러한 종류의 답변이 올 수 있다고 제안했습니다.
그러나 본닝은 그 주장에 회의적이었다. Bonning은이 이미지는 일반적인 상대성 관점에서 전혀 놀라운 것이 아니기 때문에 두 분야 사이의 간격을 좁힐 수있는 새로운 물리학을 제공하지 않았다고 말했다.
그러나 블랙홀 그림자의 가장자리가 상대적인 힘을 작은 양자 크기의 공간으로 가져 오기 때문에 사람들이 이런 종류의 관찰에 대한 답변을 희망하는 것은 그리 나쁘지 않다고 그녀는 말했다.
"우리는 양자 중력이 사건의 지평선에 매우 가깝거나 초기 우주에서 매우 일찍 나타날 것으로 예상한다"고 그녀는 말했다.
그러나 이벤트 호라이즌 텔레스코픽 (Horizon Horizon Telescope)의 여전히 흐릿한 해상도에서, 우리는 계획된 업그레이드가 수신 되더라도 이러한 종류의 효과를 찾을 수 없을 것이라고 말했다.
Stephen Hawking의 이론이 아인슈타인의 이론만큼 정확 했습니까?
물리학 자 Stephen Hawking의 물리학에 대한 초기 경력의 가장 큰 기여는 "호킹 방사선 (Hawking radiation)"이라는 아이디어였습니다. 블랙홀은 실제로 검은 색이 아니지만 시간이 지남에 따라 소량의 방사선을 방출합니다. 블랙홀의 성장이 멈 추면 에너지 손실로 인해 서서히 줄어들 기 시작하므로 결과는 매우 중요했습니다.
그러나 이벤트 호라이즌 망원경은이 이론을 확인하거나 거부하지 않았다고 본닝은 말했다.
Virgo A와 같은 거대한 블랙홀은 전체 크기에 비해 최소의 호킹 방사선만을 방출한다고 그녀는 말했다. 우리의 최첨단 장비는 이제 이벤트 지평의 밝은 빛을 감지 할 수 있지만, 초 거대 블랙홀 표면의 매우 희미한 빛을 발산 할 가능성은 거의 없습니다.
그녀는 그 결과가 가장 작은 블랙홀에서 나올 것이라고 말했다. 이론상, 수명이 짧은 물체는 전체 사건의 지평선을 손에 넣을 수있을 정도로 작다. 가까이서 관찰 할 수있는 기회와 전체 크기에 비해 훨씬 더 많은 방사선을 사용할 수 있기 때문에 인간은 결국 방사선을 생성하거나 찾는 방법을 알아낼 수 있습니다.
이 이미지에서 실제로 무엇을 배웠습니까?
먼저 물리학 자들은 아인슈타인이 다시 한 번 옳았다는 것을 알게되었습니다. Event Horizons Telescope가 볼 수있는 한 그림자의 가장자리는 20 세기 물리학 자들이 아인슈타인의 일반 상대성 이론을 다루는 것처럼 완벽한 원입니다.
본닝은 "일반 상대성 이론에 대한 또 다른 시험이 통과 될 때 아무도 놀라지 않을 것"이라고 말했다. "그들이 무대에 올라 서서 일반 상대성이 깨 졌다고 말하면, 나는 의자에서 떨어졌을 것이다."
더 즉각적이고 실질적인 영향을 미친 결과, 과학자들은이 이미지가 과학자들이 처녀 자리 A 은하의 중심에 5 천 5 백만 광년 떨어져있는이 초 거대 블랙홀의 질량을 정확하게 측정 할 수있게했다고 말했다. 우리 태양보다 65 억 배나 더 무겁습니다.
Bonning 박사는 물리학 자들이 다른 먼 거리 나 더 작은 은하의 중심에있는 초 거대 블랙홀의 무게를 측정하는 방식을 바꿀 수 있기 때문에 큰 문제라고 말했다.
현재 물리학 자들은 은하수의 중심에있는 초 거대 블랙홀의 질량을 매우 정확하게 측정 할 수 있는데, 그 이유는 중력이 인근의 개별 별을 어떻게 움직이는 지 볼 수 있기 때문이다.
그러나 다른 은하에서는 망원경이 별들의 움직임을 볼 수 없다고 그녀는 말했다. 물리학 자들은 블랙홀의 질량이 은하의 다른 별 층에서 나오는 빛에 어떻게 영향을 미치는지, 또는 질량이 은하의 다른 부유층 가스에서 나오는 빛에 어떻게 영향을 미치는지에 대해 더 거친 측정에 갇혀 있습니다.
그러나 그 계산은 불완전하다고 그녀는 말했다.
"매우 복잡한 시스템을 모델링해야한다"고 그녀는 말했다.
그리고이 두 가지 방법은 모든 은하 물리학 자들이 관찰 한 결과에서 약간 다른 결과를 낳습니다. 그러나 Virgo A의 블랙홀에 대해서는 이제 한 가지 방법이 맞다는 것을 알고 있습니다.
암스테르담 대학의 천체 물리학 자이자이 프로젝트의 공동 연구자 인 세라 마코프 (Sera Markoff)는 뉴스 브리핑에서 "65 억 태양 질량에 대한 우리의 결정은 더 무거운 질량 결정 위에 착륙하게된다"고 말했다.
Bonning 박사는 물리학 자들이 블랙홀 질량을 측정하기위한 접근 방식으로 도매를 옮기는 것은 아니라고 말했다. 그러나 향후 계산을 개선하는 데 중요한 데이터 포인트를 제공합니다.
