イベントホライズンの最初の画像は次のようになります

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私たちの夜空にある最大の物体は、はるかに見えません。オブジェクトは、天の川銀河の中心にある超大質量ブラックホール（SMBH）であり、射手座Aと呼ばれています。しかし、まもなく射手座Aのイベントの地平線の画像が表示される可能性があります。そして、そのイメージはアインシュタインの一般相対性理論に挑戦をもたらすかもしれません。

ブラックホールの出来事の地平線を見た人はいません。強烈な引力により、軽いものも逃げません。出来事の地平線は、戻りのないポイントです。とにかく、光も情報も逃れることはできません。しかし、イベントホライズン望遠鏡（EHT）のおかげで、射手座Aのイベントの地平線の画像を間近に取得できるかもしれません。

EHTは、ブラックホールの周辺を調査するために設計された国際的なコラボレーションです。これは1つの望遠鏡ではなく、干渉計を使用して連携する世界中のリンクされた電波望遠鏡システムです。複数の場所にある複数のラジオ皿を備えたブラックホールの周囲の領域からの電磁エネルギーを測定することにより、線源のいくつかの特性を導き出すことができます。

EHTを持つ研究者は、彼らの観察が最終的にブラックホールの近くで見られると予想される強い重力効果の画像を提供することを期待しています。彼らはまた、降着円盤の軌道物質が相対論的な速度に達したときに、穴の近くで働いている力学のいくつかを検出することを望んでいます。

EHTプロジェクトは、射手座Aと、おとめ座A銀河の中心にあるM87と呼ばれるブラックホールを4年間にわたって収集しました。その4年間は2017年4月に終了しましたが、200人の科学者とエンジニアのチームがまだデータを分析しています。それまでの間、チームは彼らが見たいもののコンピュータモデルの画像をリリースしました。

画像はあまりよくないように見えるかもしれませんが、重要です。これは、地球に立った状態で月面の新聞の見出しを読むのと同じです。この画像は、ブラックホールに関する混乱する質問に答えるのに役立ちます。

銀河の形成においてブラックホールはどのような役割を果たしましたか？
彼らがブラックホールに向かって落ちるとき、光と物質はどのように見えますか？
作られたブラックホールから発射されるエネルギーの流れは何ですか？

EHTが射手座Aを生成するイメージは、アインシュタインの一般相対性理論を更新する必要があることを意味する可能性もあります。（通常、アインシュタインに賭けることは悪い考えです。）

ブラックホールとイベントの地平線

ブラックホールは基本的に星の死体です。非常に巨大な星がそのすべての燃料を燃やしているとき、それは非常に密な点、または特異点に崩壊します。ブラックホールには非常に強力な引力があり、ガスとほこりを引き寄せます。およそ1万年に1回、射手座Aは星さえも消費します。

イベントの地平線はブラックホールの周りのシェルのようなものです。なんらかの問題が発生した場合、または軽い場合でも、イベントの地平線に到達すると、ゲームオーバーです。ブラックホールは物質を消費するにつれてサイズが大きくなり、イベントの範囲も拡大します。

私たち自身の超大質量ブラックホール（SMBH）である射手座Aは巨大です。質量は太陽の400万倍です。それでも、他のSMBHに比べてそれほど大きくはありません。 EHTプロジェクトの他のSMBHははるかに大きく、質量は太陽の70億倍です。

EHTは、ブラックホール周辺の領域を調査することにより、イベントの地平線のイメージを生成します。それがブラックホールに落ちるとき、材料に何かが起こります。それは、渦巻き状のガスとダストの降着円盤を形成し、それは、穴に吸い込まれるまでは基本的に保持パターンです。その物質は相対論的な速度まで加速します。つまり、光速に近いということです。それが起こると、材料は過熱され、エネルギーを放出します。

しかし、ブラックホールは非常に強力なので、重力レンズ効果と呼ばれる現象でその光を曲げます。このレンズ効果は、ブラックホールの影と呼ばれる暗い領域を作成します。理論によると、イベントの地平線は影の約2.5倍でなければなりません。したがって、科学者が影のイメージを取得すると、イベントの地平線のサイズがわかります。イベントホライズンのサイズは、ブラックホールの質量に比例します。したがって、射手座Aの場合、直径は約2400万km（1500万マイル）になるはずです。

したがって、ブラックホール自体の写真はありませんが、ブラックホールが投じる影のイメージはあります。科学的には、これは私たちのブラックホールの理解における大きな飛躍です。また、ブラックホールの存在について疑いがある場合は、影の画像から、ブラックホールが実際に存在しているという確かな証拠が得られます。

EHTとジェット

射手座Aは巨大なサイズですが、空ではごくわずかです。 1つの望遠鏡で見るには小さすぎます。 EHTが実装されたのはそのためです。世界中の7つの独立した電波望遠鏡を超長ベースライン干渉法（VLBI）と呼ばれる手法を使用して1つの大きな仮想望遠鏡に組み合わせます。仮想望遠鏡は単一のスコープよりもはるかに大きな解像力を持ち、天文学者はSgrの近くの領域を研究することができました。 A.

2017年4月の1週間の間に、EHTチームは7つのスコープすべてをSgr Aに向け、7つの原子時計が各望遠鏡に信号が到着するタイミングを記録しました。信号を調査して組み合わせると、科学者はSgr Aの画像を作成できます。これは、進行中の時間のかかるプロセスです。

ブラックホールの近くから流れ出るエネルギッシュなジェットは、研究者にとって特に興味深いものです。ブラックホールの降着円盤の中で渦巻く物質は、数十億度にまで加熱されます。一部はブラックホールに入りますが、すべては入りません。

エネルギッシュなジェットは降着円盤から逃げる部分です。彼らは数万光年の間、光速に近い速度で移動します。科学者はそれらについてもっと知りたいです。

Sgrに関しては、 A、ジェット機があるかどうかはわかりません。過去数十年はあまり活発ではなかったため、ジェット機がない可能性があります。しかし、そこにある場合、EHTはそこで無線信号を受信します。次に、ジェットに関するいくつかの基本的な質問に対する回答を得ることができます。

彼らはどうやって始めるのですか？
それらはどのように相対論的な速度に加速しますか？
彼らはどのようにしっかりと集中し続けますか
彼らは正確には何でできていますか？

アインシュタインのトラブルにおける一般相対性理論はありますか？

おそらく違います。しかし、チャンスがあります。

私たちの太陽系のほとんどは、かなり平凡で平凡な場所です。そして、それが一般相対性理論を支持する私たちの観測的証拠のほとんどが由来するところです。しかし、ブラックホールを取り巻く領域は通常の近所ではありません。

極端な条件があります。強烈な重力、光速近くで移動する材料の過熱ジェット、およびイベントの地平線。しかし、一般相対性理論に関しては、それは主に重力と光に関するものです。

一般相対性理論は、ブラックホールの重力が時空を曲げ、光を含むすべてをそれに向かって描くと予測しています。 EHTによって収集されたデータは、アインシュタインの予測と比較できるこの現象の測定値を提供します。データが予測と一致する場合、アインシュタインが再び勝利します。

一般相対性理論は別の予測をします：降着円盤によって投じられる影は円形であるべきです。円形ではなく、卵形の場合、一般相対性理論の式は完全に正確ではありません。

ジョンウォードルは、ブラックホールを数十年にわたって研究してきた天文学者で、当時は理論上の構成要素でした。彼はEHTプロジェクトに深く関わっています。ウォードルは、一般相対性理論がこのテストに耐え、アインシュタインが再び勝つと考えています。しかし、一般相対性理論がこのテストに失敗すると、非常に困難で奇妙な状況に陥ります。

「そうすれば、機能する他のすべての要素を台無しにする変更を行うことができないため、厳しいストレートジャケットになります」とWardleは言いました。「それはとてもエキサイティングなことでしょう。」