黑洞实验 (黑洞模拟测试)

黑洞测试,测试黑洞幻觉空间

法兰克福的天体物理学家,波恩的马克斯普朗克射电天文学研究所和奈梅亨在BlackHoleCam项目中合作,通过计算喂食非爱因斯坦黑洞的第一批图像来回答这个问题:目前很难将它们与标准的黑色孔。

爱因斯坦相对论最根本的预言之一就是黑洞的存在。尽管LIGO 最近检测到二元黑洞引力波,但利用电磁波的直接证据仍然难以捉摸,天文学家正在用射电望远镜寻找它。ERC资助的项目BlackHoleCam中的合作者,包括法兰克福歌德大学天*物文**理学家,马克斯普朗克波士顿天文学研究所(MPIfR)波恩和Radboud大学Nijmegen的合作者第一次比较了自洽和现实影像的增生超大质量黑洞 - 比如我们银河系核心的黑洞候选人射手座A *(Sgr A *) - 无论是广义相对论还是不同的重力理论。目标是测试爱因斯坦黑洞是否可以与其他重力理论中的黑洞区分开来。

并非所有由落在黑洞中的物质所产生的光线(或光子)都被事件视界所捕获,事件视界是一个无法逃脱的时空区域。其中一些光子会到达远处的观察者,所以当直接观察黑洞时,预计背景天空会产生“阴影”。这个阴影的大小和形状将取决于黑洞的属性和重力理论。

由于与爱因斯坦相对论的最大偏差预计非常接近事件视界,并且由于其他重力理论对阴影的属性做出了不同的预测,Sgr A *的直接观测代表了一种非常有前途的方法来测试最强的引力政权。制作这种黑洞阴影图像是国际Event Horizon Telescope协作组织(EHTC)的主要目标,该协作组合了来自世界各地望远镜的无线电数据。

作为EHTC组成部分的欧洲BlackHoleCam团队的科学家们现在已经进一步研究了是否有可能将爱因斯坦重力的“Kerr”黑洞与“dilaton”黑洞区分开来一种替代重力理论的可能解决方案。

研究人员研究了落入两种截然不同类型黑洞的物质的演变,并计算了发射的辐射来构建图像。此外,望远镜和星际介质中的真实物理条件被用来创造物理上真实的图像。“为了捕捉不同黑洞的影响,我们对吸积盘进行了逼真的模拟,其初始设置几乎相同,这些昂贵的数值模拟使用最先进的代码,并在研究所的超级计算机LOEWE上进行数月,”Mizuno博士说。 ,这项研究的主要作者。

而且,预期的无线电图像显然具有有限的分辨率和图像保真度。当使用逼真的图像分辨率时,科学家们惊奇地发现,即使高度非爱因斯坦黑洞也可能将自己伪装成普通的黑洞。

“我们的研究结果表明,有关黑洞可以伪装成爱因斯坦的引力理论,因此可能需要分析EHT数据的新技术来区分它们”,歌德大学教授和法兰克福团队负责人Luciano Rezzolla说。“虽然我们认为广义相对论是正确的,但作为科学家,我们需要开放思想。幸运的是,未来的观测和更先进的技术最终将解决这些疑问,”Rezzolla总结道。

“事实上,我们正在积极寻找的轨道脉冲星的独立信息将有助于消除这些模糊性,”波恩射电天文学MPI主任Michael Kramer说。20年前提出使用射电望远镜拍摄黑洞阴影的Heino Falcke(Radboud大学教授)表示乐观。“毫无疑问,EHT最终将获得黑洞阴影的有力证据,这些结果鼓励我们改进我们的技术,使其超越当前的艺术水平,从而在未来形成更加清晰的图像。