В момент на черни дупки и пандемии

Тази статия от Janna Levin първоначално е публикувана на Излъчване от Pioneer Works .

По време на това споделено, историческо, макар и тежко, преживяване на изолация, имах силно чувство, че виждам човечеството като цяло. Заедно сме в това , това препъване около парче скала, висящо в пространството. Последният път, когато имах това чувство, беше преди малко повече от една година в Националния пресклуб в окръг Колумбия, когато беше разкрито първото изображение на черна дупка. Бях там и с трите значки, които бяха раздадени: Учен, Журналист, Гост. Като журналист приключвах статия за Колко списание , чиито начални редове ме поразиха едва при разкритието, чувство, което сега ме преследва по време на пандемията:

„В този исторически момент светът спря, за да види първото изображение на човечеството на най-странния феномен в познатата вселена, забележително наследство от общата теория на относителността: черна дупка. Развълнуван съм не само от изображението; Изключително съм развълнуван от значението на споделянето на това преживяване с непознати по целия свят. Трогнат съм от образа на вид, който гледа към образ на любопитна празна дупка, надвиснала в космоса.“

Трудно е да отклоним ума си от такива належащи проблеми като чумата и икономическата разруха. Но ако решим да насочим ума си към по-големите мащаби на астрофизиката, разсейването може да бъде напомняне, че „сега“ няма да продължи вечно. Намерете отсрочка тук в разговор за черни дупки, във времеви мащаби от милиарди години, във физически мащаби, които надхвърлят Млечния път.

Черните дупки бяха резултат от мисловен експеримент, фантастично въображение. Представете си, че материята е смачкана до точка. Не питайте как. Само си представете това. Когато Карл Шварцшилд откри математическото решение на току-що публикуваната Обща теория на относителността на Айнщайн, той и Айнщайн бяха потопени в собствената си международна криза – опустошителните разрушения от Първата световна война. Шварцшилд пише на своя приятел Айнщайн от руския фронт, „Както виждате , войната се отнесе с мен достатъчно любезно, въпреки тежката стрелба, за да ми позволи да избягам от всичко това и да направя тази разходка в страната на вашите идеи. Айнщайн беше впечатлен от елегантността на решението, извито пространство-време, толкова стръмно, че дори светлината не можеше да избяга, но вярваше, че природата ще ни защити от тяхното формиране. Шварцшилд умира от инфекция, заразена на фронта същата година, пет десетилетия преди решението му да спечели името „черна дупка“.

На 10 април 2019 г. милиарди хора хвърлиха око на новоразкритото изображение на черна дупка с 6,5 милиарда пъти масата на слънцето, но по-малка от размера на слънчева система.

Черните дупки можеха да бъдат отнесени към математиката и да останат физически абсурд, но природата измисли начин да ги създаде, като убие масивни звезди. Тези мъртви звезди се срутват под собствената си тежест толкова катастрофално, че дори светлината се влачи надолу в дупката, хвърляйки сянка върху небето. Тази сянка е хоризонтът на събитията, отпечатък в празно пространство-време, оставен след като звездният материал продължава да пада към неизвестна съдба.

Виждали сме черни дупки индиректно, докато те разбиват странни отломки, канибализират звезди, създават магнитни бури. Дори сме чували черни дупки да се сблъскват. Но никога не бяхме виждали снимка на черна дупка до проекта Event Horizon Telescope. На 10 април 2019 г. милиарди хора хвърлиха око на новооткритото изображение на черна дупка. Като се има предвид времето, необходимо на светлината да стигне до нас, ние гледахме черна дупка, каквато беше преди човечеството да еволюира на Земята. С маса 6,5 милиарда пъти по-голяма от тази на слънцето, черната дупка все още е по-малка от размера на слънчева система. Черните дупки са тежки, но малки. На разстояние от 55 милиона светлинни години тази свръхмасивна черна дупка в галактиката, известна като M87, ни изглежда по-малка от парче плод на Луната. За да заснеме такова миниатюрно изображение – толкова малко, колкото датата на четвърт в Сан Франциско за някой в ​​Ню Йорк – телескопът Event Horizon използва мрежа от обсерватории от целия свят, за да се превърне в композитен телескоп с размера на цялата Земя.

Следващия месец, на 29 май 2019 г., бях развълнуван да приема директора-основател на Event Horizon Telescope, Шепърд Доелман, в нашата знакова серия Научни спорове в Pioneer Works. Известният теоретик на струните Андрю Стромингер се присъедини към нас в разговора. Спонтанни аплодисменти избухнаха сред стотиците членове на публиката, когато изображението беше проектирано на огромния екран зад нас. Можете да гледате клип от това събитие, Event Horizon, по-горе или да гледате целия разговор по-долу.

Неслучайно сме засекли времето Хоризонт на събитията за да съвпадне със стогодишнината от епичното затъмнение на 29 май 1919 г. Сър Артър Едингтън, британски отказник по съвест, ръководи историческата експедиция край бреговете на Африка едва шест месеца след края на войната, Европа все още ужасно наранена. Ослепителното сияние на слънцето, блокирано от луната, телескопите на Едингтън уловиха светлината на звездния куп Хайдес, отклонена от изкривеното пространство-време около слънцето. Резултатите направиха международни заглавия и катапултираха славата на Айнщайн в англоезичния свят. В сътрудничество с Масивна наука , създадохме кратък анимационен филм в Съкратени въпроси серия за затъмнението на Едингтън, която почита тази история, емблематична колкото и да е за силата на науката в културата: „Айнщайн, роден в Германия. Едингтън в Англия. От сянката на войната в сянката на луната, те бяха граждани на една и съща Земя.

Надявам се, че всички можем да намерим малко отсрочка в страната на идеите, дори в най-трудните времена, както направиха Шварцшилд, Едингтън и Айнщайн. Импулсът на учените по целия свят да загърбят национализма и да се ангажират да прокарат път към по-добри времена трябва да ни изпълни с оптимизъм. Като вид ние не бездействаме и не се въргаляме. Очакваме с нетърпение да излезем от сянката на кризата и да станем граждани на същата Земя.

А сега малко изкуство. Фотографът Майкъл Аведон от известно време заснема портрети на учените, посещаващи Pioneer Works. По-горе са неговите поразителни портрети на Шеп и Анди.

Свързахме се с Шеп, за да го попитаме как се справя в тези странни времена. Шеп отговори: „Как можем да постигнем напредък в тези предизвикателни и несигурни времена, с пандемия, която засяга живота ни, както професионално, така и лично? Вече отменихме нашите годишни EHT наблюдения, но ще се върнем следващата година, като добавим няколко нови EHT сайта, които ще изострят гледните ни точки към хоризонта на събитията. Нашият екип черпи опит и ресурси от цял ​​свят, създавайки мрежа от сътрудници, която имитира мрежата от радио чинии, които свързваме, за да образуваме виртуален телескоп с размерите на Земята. С тази структура ние продължаваме да анализираме данни, да планираме нови инструменти и да събираме от разстояние, продължавайки да „мечтаем за големи“. Дори сега ние се подготвяме да изградим „камера за движение на черни дупки“, която ще заснема филми в реално време на черни дупки, като добавим повече сайтове за Event Horizon Telescope по целия свят и дори изстрелваме чинии в космоса, така че EHT да се простира отвъд повърхност на нашата планета. EHT е пример за хора, които се събират от цял ​​свят, за да се справят с най-дълбоките научни въпроси, атакувайки проблеми, които някога са изглеждали невъзможни. Това ми дава надежда, че светът ще може да разреши още по-големи предизвикателства, които са пред нас чрез сътрудничество, споделяне на ресурси и обща цел.

Гледайте пълния разговор по-долу или – за тези, които предпочитат само аудио – отидете до Pioneer Works Страница на Soundcloud да слушам.