この歴史的な瞬間に、世界は立ち止まって、知られている宇宙で最も奇妙な現象の人類の最初の画像、一般相対性理論の驚くべき遺産であるブラック ホールを目にしました。感動するのは画像だけではありません。この経験を世界中の見知らぬ人と共有することの意義に、私は圧倒的に感動しています。宇宙に迫り来る不思議な空の穴の画像を見ている種の画像に感動しました.
私はワシントン D.C. のナショナル プレス クラブにいます。イベント ホライズン テレスコープの科学者たちは何年もの間、史上初の超大質量ブラック ホールの写真を撮ることを熱望していました。そのため、今日記者会見のためにジャーナリストと科学者を集めたとき、私たちがここで何を見ているのかについて疑いの余地はありませんでした。 .
それでも、驚きがあります。
表彰台には、イベント ホライズン テレスコープの所長であるシェパード ドールマンがいます。彼は私たち「ブラックホール愛好家」を歓迎します。私はマサチューセッツ工科大学の誰もいない教室の黒板の前にシェップと立っていたのが最も印象的だった。チョークの粉にまみれて、アルバート アインシュタインの相対性理論の苦労して得た数学を習得しました。
ビデオ: Event Horizon Telescope のディレクターである Sheperd Doeleman は、ワシントン D.C. のナショナル プレス クラブでの記者会見で、史上初のブラック ホールの写真を公開しました。
国立科学財団
私たちはすでに言葉を知っていました、標準的な伝承です：すべての形の物質とエネルギーは空間と時間を曲げ、光と物質はそれらの曲線に従います。言葉は信頼して受け止めなければなりません。しかし、私たちが取得できる数学。それは私たちのものです。アインシュタインが相対性理論を思いついたとき、彼は世界中で人から人へと受け継がれてきた贈り物をくれました。相対性は、その名に反して、私たち全員に当てはまります。
その瞬間が相対性を獲得する前と後の間のカスプを定義するので、その特定のボードの私の記憶は正確に鮮明です。今、私はそれなしで自分の心を想像することはできません.相対論は私の考えに浸透しているので、私は作家が自然言語で考える方法を相対論で考えています。 MIT でのその時以来、Shep と私は相対性理論を通じて、その予測の中で最も注目すべきブラック ホールへの道を見つけました。
ブラック ホールは、思考実験、幻想的な想像力として考えられていました。ある点まで押しつぶされた物質を想像してみてください。方法を聞かないでください。想像してみてください。第一次世界大戦中にドイツ軍に入隊している間、カール・シュヴァルツシルトは、ロシア戦線の塹壕から弾道軌道を計算する間、アインシュタインの新しく発表された相対性理論に対する外典として、この可能性のある解決策を発見しました。 Schwarzschild は、時空が効果的に押しつぶされた中心に向かってこぼれると推測しました。絶対的な速さで疾走し、光さえも穴に引きずり込まれ、空に影を落とす。その影は事象の地平線であり、外部と内部に落ちた不幸を伴うものとの間の明確な境界です.
アインシュタインは、自然がブラック ホールの形成から私たちを守ってくれると考えました。それどころか、自然はそれらを豊かにします。瀕死の星が十分に重くなると、重力が物質の固有の抵抗に打ち勝ち、星は壊滅的に崩壊します。事象の地平線は考古学的記録として残され、星の物質は未知の運命へと落ち続けます。私たちの天の川銀河には、何十億ものブラックホールが存在する可能性があります。
太陽の質量の数百万倍、さらには数十億倍もの超大質量ブラック ホールが、ほぼすべての銀河の中心を固定していますが、銀河がどのように形成され、どのように重くなったかはまだわかっていません。たぶん、それらは死んだ星から形成され、サイズが合体してエスカレートしたか、若い宇宙でより原始的な物質から直接崩壊したのかもしれません.どのように形成されたとしても、銀河と同じ数の超大質量ブラック ホールがあり、観測可能な宇宙には数千億個あります。
私たちは今日までブラックホールを見たことがありませんでした。望遠鏡で写真を撮ったことはありません。ブラックホールが伴星を共食いし、ねじれた磁場でエネルギージェットに動力を与え、軌道上で星を捕らえたとき、私たちは間接的にブラックホールの存在を推測しました。ブラック ホールが衝突して融合し、ドラムのマレットのように時空を鳴らしているのも聞いたことがあります。
ブラック ホールは非常に小さいため、これまでブラック ホールを直接撮影したことはありませんでした。騒乱と破壊の武器として劇的な評判がありましたが (そうです、Nova 私がホストした映画は「ブラックホールの黙示録」と呼ばれていました）。太陽の質量のブラック ホールの事象の地平線は、差し渡しわずか 6 km です。それを、太陽自体の幅 140 万キロメートルと比較してください。射手座 A* と呼ばれる天の川の中心にある超大質量ブラック ホールは、太陽の 400 万倍の質量がありますが、幅は約 17 倍しかありません。
26,000 光年の距離にある通常の星の幅のわずか 17 倍の完全に暗い物体のポートレートを撮影するという課題を考えてみてください。射手座 A* の画像を解像することは、月の果物の画像を解像することに匹敵します。
このような極小の画像を解決するには、地球全体の大きさの望遠鏡が必要です。 MIT のチョークで汚れた教室でのあの日以来、私の面白い、まったく型破りな友人は、それでも超大質量ブラック ホールの画像をキャプチャすることを決意しました。
大学院時代、シェップの髪はワイルドで元気な彼の心の寓話でした。私は彼の考え方に感じた自由に感心し、常に予想外のつながりを築き、時には必要な教訓を犠牲にしました.彼のショックを受けた目は、まさにその瞬間にクレイジーなアイデアが彼を襲ったことを私に警告しました.
イベント ホライズン テレスコープは、大胆なアイデアだけでなく、科学的な創意工夫とコラボレーションの証です。世界中の大型電波望遠鏡を活用し、最新の最も洗練された天文台に依存し、ほとんど機能していなかったものを復活させた EHT は、地球サイズの複合望遠鏡になりました。惑星が自転して軌道を公転するにつれて、ターゲットのブラック ホールが惑星の周りのコンポーネント望遠鏡の視野内に上昇します。正確な画像をレンダリングするには、望遠鏡が 1 つとして動作する必要があります。これには、1 つのグローバルな目がブラック ホールの方を向くように、繊細な時間補正が含まれます。
より良い解像度のために望遠鏡を組み合わせることは、90年代のシェップの博士論文の基礎でした. 2008 年までに、彼は近くの超大質量ブラック ホールに匹敵するサイズの構造を画像化する小さなチームを率いました。その概念実証が EHT プロジェクトを推進し、そのチームは、必要な解決策が達成できると確信しました。それ以来 10 年間、EHT はデータがもたらす課題に対処し、技術的に進歩させなければなりませんでした。Shep は、国際チームのスタミナと集団的貢献の巧妙さをすぐに認めました。
私たちの超大質量ブラックホールである射手座 A* は、明らかに追求すべきターゲットになりました。銀河には大量の超大質量ブラック ホールが存在しますが、その他のブラック ホールは遠すぎて、地球サイズの望遠鏡を使っても解決できません。例外が 1 つあります。メシエ 87 (M87) は、5,500 万光年離れた巨大な楕円銀河で、太陽の質量の 35 億から 72 億倍の驚異的な超大質量ブラック ホールが存在することが知られています。その範囲の小さい端では、M87 は EHT の不可能なターゲットになります。ハイエンドでは、おそらく適切です。そのため、射手座 A* の熱烈な追跡において、M87 は 2 番目のターゲットになりました。
空の空間の暗い背景に対するブラック ホールは、実際には見えません。いて座 A* と M87 は、それらの事象の地平線のすぐ近くを周回するホット ディスクに捕捉された破片によって有益に照らされています。軌道を回る発光物質からの光の経路は、湾曲した空間に沿って曲げられているため、ブラック ホールの背後にある光でさえも方向を変えられます。円盤はブラック ホールを取り囲んでいるように見え、その影が見える明るいコントラストを可能にします。
EHT は実際には、事象の地平線自体のわずかに外側にある領域を認識しています。この領域は、「最後の光子軌道」として知られる、光ビームが円を周回できるブラック ホールに最も近い場所によって定義されます。 （そこに浮かんでいると、往復した後、頭の後ろに光が反射するのを見ることができます。または、十分に速く振り返ると、自分の顔が見えるかもしれません。）それよりも近くでは、すべての光が落ちます。 .
私たちは、ブラックホールの理論家と観察者、ジャーナリストと友人がここに集まり、この部屋で一緒に、私たちがすでに十分に想像でき、祝うことに興奮していたイメージを共有しています.しかし、発表を聞いて驚いたのは、彼らが見たのは射手座 A* ではなかったということです。それは私たちのブラックホールではありません。 M87です！
この画像は紛れもなく、明るく美しい塊に包まれた、太陽系ほどの大きさの暗い影です。
科学的な意味が明らかになるまでには時間がかかりますが、人類学的な影響の一部はすぐに現れるように感じられます。 M87 から収集された光 EHT は、5500 万年前に私たちの方向に向かいました。その長い年月をかけて、私たちは神話、差別化された文化、イデオロギー、言語、さまざまな信念とともに地球に現れました。 M87を見ていると、科学的発見はそれらの違いを超えていることを思い出します。私たちは皆、同じ空の下にいます。私たちは皆、この淡い青色の点に結び付けられ、太陽系の天体のまばらな局所領域に浮かんでいます。黄色い太陽の暖かさの下で、まばらな星の海にあり、星の周りの軌道にあります。私たちの輝く銀河の中心にある超大質量ブラック ホール。
M87 のブラック ホールの画像を初めて見たときの感想を尋ねられたシェップ氏は、「とても真実なものを見た」と答えました。そして、それは私たち全員に当てはまります。
