Независимый анализ данных EHT подтверждает историческую фотографию черной дыры
Подробнее
Olhar Digital
olhardigital.com.br

Независимый анализ данных EHT подтверждает историческую фотографию черной дыры

Недавний независимый анализ данных, использованных для создания первого изображения черной дыры в 2019 году, подтвердил наличие яркой кольцеобразной структуры вокруг темной области. Эти результаты были опубликованы 11 ноября в научном журнале Nature.

Исследование в значительной степени согласуется с первоначальными выводами Телескопа Горизонта Событий (EHT), однако оно оставляет открытыми вопросы относительно распределения свечения и методов, применяемых для реконструкции изображения.

Международная коллаборация EHT представила в 2019 году первое изображение тени черной дыры. Зафиксированная структура представляла собой светящееся кольцо вокруг центральной темной зоны, что соответствует прогнозам общей теории относительности Альберта Эйнштейна.

Для получения этого изображения проект объединил одновременные наблюдения радиотелескопов, расположенных на разных континентах. Эти устройства функционируют как единый виртуальный телескоп, обладающий разрешением, сравнимым с антенной размером с Землю.

Тем не менее, процесс реконструкции сталкивается с ограничениями. Поскольку радиотелескопы не покрывают всю поверхность планеты, возникают пробелы в наблюдениях, которые необходимо компенсировать с помощью математических методов и вычислительных моделей. Выбор этих методов может повлиять на конечный результат.

Именно этот аспект вызвал сомнения в оригинальном изображении. Начиная с 2022 года, астрофизик Джуничиро Макино из Университета Кобе в Японии и его коллеги начали оспаривать заключения EHT. Применив один из методов, использованных коллаборацией, но с иными предпосылками, команда получила изображение, где радиоизлучения выглядели сконцентрированными в неправильной структуре, а не четко формировали кольцо.

В ответ на эти расхождения, Сэмюэл Лай, астрофизик из Австралийской Организации Научно-исследовательских Промышленных Исследований (CSIRO), и его соавторы разработали собственные методики для повторного изучения данных. Их результаты в целом совпали с данными, представленными EHT в 2019 году.

По словам Нитьянанданна Тьягараджана, астрофизика CSIRO и соавтора исследования, различные модели, используемые для направления нейронной сети, могут привести к немного отличающимся реконструкциям. Он пояснил: «В зависимости от вашей предварительной модели, вы можете следовать немного разным направлениям». Несмотря на эти различия, исследователь отметил, что новая группа также обнаружила структуру, похожую на кольцо.

Однако Макино продолжает ставить под сомнение полученные результаты. Одно из различий, отмеченных исследователем, связано с расположением самых ярких точек вокруг центральной структуры, которое меняется в зависимости от используемого метода реконструкции. Он заявил: «Если оба метода математически обоснованы, трудно понять, почему так происходит».

Таким образом, новый анализ подтверждает общее существование кольцеобразной структуры, но не устанавливает окончательное подтверждение всех деталей изображения. Распределение свечения остается одной из областей расхождений между различными реконструкциями.

Похожие сюжеты

Физики из США сымитировали черную дыру с помощью волн материи, зажатых светом
Подробнее
nplus1.ru

Физики из США сымитировали черную дыру с помощью волн материи, зажатых светом

Физики, работающие в США, разработали резонатор Фабри — Перо, который позволяет осуществлять обмен ролями между светом и веществом. Благодаря этому эксперименту удалось зафиксировать экспоненциальное накопление энергии вокруг определенных траекторий в пространстве-времени.

Исследователи обнаружили, что изолированные неподвижные точки, соответствующие этим траекториям, функционируют как горизонты как черных, так и белых дыр. Экспериментаторы подтвердили свои наблюдения путем сопоставления с теоретической моделью, которая рассматривает стробоскопическую эволюцию.

Полученные результаты могут найти применение в различных областях, включая сжатие сигналов, мультиплексирование и процессы охлаждения резонаторов. Детали этого исследования были опубликованы в научном журнале Physical Review Letters.

Подводный телескоп проверил законы Эйнштейна с помощью анализа нейтрино
Подробнее
olhardigital.com.br

Подводный телескоп проверил законы Эйнштейна с помощью анализа нейтрино

Один из основополагающих принципов теории относительности Альберта Эйнштейна гласит, что законы физики одинаковы для всех наблюдателей, независимо от их движения. Однако исследователи из международной коллаборации KM3NeT использовали телескоп, установленный в глубинах Средиземного моря, чтобы проверить, применима ли это правило во всех обстоятельствах.

Команда проанализировала 5 828 кандидатов в атмосферные нейтрино и не обнаружила признаков нарушения так называемой инвариантности Лоренца. Несмотря на отрицательный результат, исследование установило новые экспериментальные пределы для возможных изменений в законах физики, включая беспрецедентные ограничения, касающиеся двух типов этих частиц, согласно информации портала Eurekalert.

Инвариантность Лоренца находится в центре теории относительности Эйнштейна. Тем не менее, некоторые теоретические предложения, направленные на согласование гравитации с квантовой физикой, предполагают, что этот принцип может не действовать во всех условиях.

Одна из таких гипотез рассматривает возможность того, что пространство-время, которое обычно считается непрерывной структурой, может состоять из чрезвычайно малых и дискретных единиц. Если это произойдет, некоторые фундаментальные свойства физики могут проявлять различия при определенных условиях.

Нейтрино являются особенно интересными частицами для изучения этой возможности. Они слабо взаимодействуют с материей и способны преодолевать огромные расстояния, включая прохождение через Землю. Важной характеристикой является способность менять один тип на другой во время перемещения, что известно как осцилляция нейтрино и включает три вкуса: электронный, мюонный и тауонный.

Вероятность этих преобразований может быть предсказана с высокой точностью существующими физическими моделями. Если наблюдения покажут расхождения с прогнозами, это может указывать на существование еще неизвестных явлений, включая возможные нарушения инвариантности Лоренца.

Для поиска этих отклонений исследователи использовали данные KM3NeT/ORCA, детектор нейтрино, расположенный в глубинах Средиземного моря. Анализ охватил 1,4 года наблюдений, проведенных всего с шестью блоками детектирования, что было сделано на ранней стадии строительства оборудования. Команда сравнила энергию и направление прихода зарегистрированных нейтрино с теоретическими предсказаниями. Всего было проанализировано 5 828 событий кандидатов в атмосферные нейтрино, которые образуются при взаимодействии космических лучей с атмосферой Земли.

Результаты не выявили никаких нарушений инвариантности Лоренца. Тем не менее, полученные данные позволили установить более строгие границы для интенсивности определенных эффектов, способных изменить поведение этих частиц. Одним из главных достижений стало впервые определение прямых пределов для возможных различий, связанных с мюонными и тауонными нейтрино, а также осцилляциями между этими двумя вкусами.

Даже используя лишь небольшую часть запланированной структуры, KM3NeT/ORCA смог получить результаты, сопоставимые с результатами долгосрочных экспериментов, таких как IceCube и Super-Kamiokande. Детектор продолжает расширяться, и исследователи надеются, что увеличение объема данных позволит изучить еще более слабые эффекты. Коллаборация также планирует расширить анализ на KM3NeT/ARCA, другой детектор этой структуры, предназначенный для изучения нейтрино с гораздо более высокой энергией, поступающих из далеких астрофизических источников.

Эти частицы могут быть особенно полезны, поскольку некоторые возможные эффекты нарушения инвариантности Лоренца становятся более очевидными при высоких энергиях и на больших расстояниях. Пока же достаточного количества астрофизических нейтрино для проведения такого анализа с ARCA еще не накопилось.

Популярное