В фильме «Интерстеллар» нам близко показали сверхмассивную чёрную дыру. На фоне яркой вспышки газа сильнейшее гравитационное притяжение чёрной дыры изгибает свет в кольцо. Однако это не настоящая фотография, а всего лишь компьютерная графика, художественная интерпретация того, как чёрная дыра могла бы выглядеть. Сто лет назад Альберт Эйнштейн впервые опубликовал общую теорию относительности.

Спустя годы учёные предоставили много доказательств в поддержку теории. Но такое явление, как чёрные дыры, предсказанное этой теорией, до сих пор непосредственно не наблюдалось. Хотя мы и имеем некоторое представление, как чёрная дыра может выглядеть, нам ещё ни разу не удалось её сфотографировать. Вы, наверное, удивитесь, узнав, что это скоро может измениться. В ближайшие пару лет мы сможем увидеть первый снимок чёрной дыры. Для этого понадобится международная команда учёных, телескоп размером с нашу планету и алгоритм, который сведёт данные в итоговое изображение. Сегодня я не смогу вам показать настоящую фотографию чёрной дыры, но я бы хотела кратко изложить, в чём заключаются наши усилия, чтобы получить первую фотографию.

Меня зовут Кэти Бауман, я аспирант в Массачусетском технологическом институте.

Я провожу исследования в лаборатории компьютерных наук, цель которой — научить компьютеры распознавать фото и видео. Хотя я и не астроном, сегодня я хотела бы вам показать, в чём заключается мой личный вклад в этот уникальный проект.

Если вы выйдете сегодня вечером за пределы города и его огней, вам, возможно, посчастливится созерцать захватывающий вид Галактики Млечного пути. Если бы вы могли приблизиться через миллионы звёзд на 26 тысяч световых лет к самому сердцу Млечного пути, вы бы попали в скопление звёзд прямо в его центре.

Всматриваясь в галактическую пыль с помощью инфракрасных телескопов, астрономы уже более 16 лет наблюдают за этими звёздами. Но они не видят самого впечатляющего. Кажется, что эти звёзды вращаются вокруг невидимого объекта. Наблюдая за движением этих звёзд, астрономы пришли к выводу, что единственный небольшой, но тяжёлый объект, способный вызвать это движение, — это сверхмассивная чёрная дыра, объект настолько плотный, что он всасывает всё поблизости, даже свет. А что, если мы приблизимся ещё больше?

Возможно ли увидеть то, что, по определению, невозможно увидеть?

Оказывается, что, рассматривая дыру в радиоволновом диапазоне, мы можем увидеть кольцо света из-за гравитационного линзирования горячей плазмы, снующей вокруг чёрной дыры. Другими словами, чёрная дыра отбрасывает тень на фон из светлого материала, создавая тем самым сферу из темноты. Это яркое кольцо очерчивает горизонт событий чёрной дыры, где притяжение становится настолько сильным, что даже свет не может вырваться. Эйнштейн своими расчётами предсказал возможный размер и форму кольца. Поэтому сфотографировать его было бы не только очень круто, это помогло бы проверить верность расчётов в экстремальных условиях вокруг чёрной дыры. Однако эта чёрная дыра настолько далека от нас, что с Земли это кольцо выглядит крошечным, как если бы мы хотели рассмотреть апельсин на поверхности Луны. Это чрезвычайно затрудняет возможность съёмки кольца. Почему так?