Вчені з EHT тестують межі загальної теорії відносності

Завдяки телескопу Event Horizon Telescope (EHT) вчені отримали найдетальніші зображення чорних дір в історії, що дозволяють перевіряти фундаментальні закони гравітації в екстремальних умовах. Ці спостереження відкрили нові шляхи для тестування загальної теорії відносності Ейнштейна, яка вже понад століття є основою сучасної фізики простору й часу.

«Навіть усталена теорія повинна постійно перевірятися, особливо в разі таких екстремальних об’єктів, як чорні діри», — зазначає професор Лучано Реццолла з Франкфуртського університету імені Гете. За його словами, було б справжньою науковою революцією, якби колись виявилося, що теорія Ейнштейна недійсна. Реццолла нагадує, що на зображеннях EHT ми бачимо не саму чорну діру, а гарячу плазму, що обертається біля горизонту подій і випромінює останні сліди світла перед тим, як зникнути в гравітаційній безодні.

Разом із колегами з Інституту Цун-Дао Лі в Шанхаї Реццолла розробив новий метод перевірки альтернативних теорій гравітації, результати якого опубліковано в Nature Astronomy. За допомогою тривимірних комп’ютерних симуляцій команда моделювала поведінку матерії й магнітних полів поблизу чорних дір, створюючи синтетичні зображення, що дозволяють порівняти «тіні» чорних дір, передбачені різними теоріями. «Ми прагнули зрозуміти, наскільки сильно відрізняються зображення чорних дір у різних моделях — і виявили, що ці відмінності стають помітними з підвищенням роздільної здатності», — пояснює головний автор Акхіл Уніял.

EHT поєднує радіотелескопи по всьому світу, створюючи інтерферометр із роздільною здатністю, еквівалентною телескопу розміром із Землю. У майбутньому планується розширити мережу й навіть запустити космічний радіотелескоп, що дозволить досягти точності менше однієї мільйонної секунди дуги — настільки гострого зору, ніби спостерігати монету на поверхні Місяця.

Наразі результати спостережень повністю узгоджуються з передбаченнями Ейнштейна, однак, як наголошує Реццолла, «EHT перетворив чорні діри на об’єкти, які можна перевіряти. Ми очікуємо, що загальна теорія відносності й надалі витримуватиме випробування, але кожне нове вимірювання може наблизити нас до відкриття чогось, що виходить за її межі». Таким чином, чорні діри стають не лише символом космічної таємниці, а й лабораторією для перевірки меж сучасної фізики.