Номер 2, страница 12 - гдз по физике 7 класс учебник Пурышева, Важеевская

$2_{д}$. Подготовьте сообщение о любом астрономическом наблюдении, выполненном на Земле или в космосе, используя различные источники информации, в том числе Интернет.

Сообщение об астрономическом наблюдении: Первое в истории изображение черной дыры

Одним из самых значительных астрономических достижений XXI века стало получение первого в истории прямого изображения черной дыры. Это стало возможным благодаря международному проекту «Телескоп горизонта событий» (Event Horizon Telescope, EHT). Результаты наблюдения, представленные миру 10 апреля 2019 года, стали триумфом науки и технологий и наглядным подтверждением теории относительности Эйнштейна.

Объект наблюдения

Объектом для исторического снимка была выбрана сверхмассивная черная дыра в центре гигантской эллиптической галактики Мессье 87 (M87), расположенной в созвездии Девы на расстоянии около 55 миллионов световых лет от Земли. Масса этой черной дыры, известной как M87*, оценивается в 6.5 миллиардов масс Солнца. Несмотря на колоссальную удаленность, благодаря своей огромной массе и, соответственно, большому размеру горизонта событий, M87* представляла собой один из самых «крупных» (в угловом размере) объектов такого типа на небесной сфере, что делало ее идеальным кандидатом для наблюдений.

Метод наблюдения и технология

Для того чтобы «сфотографировать» объект, угловой размер которого сравним с апельсином на поверхности Луны, если смотреть с Земли, потребовался телескоп беспрецедентной разрешающей способности. Такого единичного телескопа не существует. Поэтому ученые использовали метод радиоинтерферометрии со сверхдлинными базами (РСДБ). Этот метод заключается в объединении данных с нескольких радиотелескопов, расположенных в разных точках земного шара, в единую систему. Синхронизируя их работу с помощью атомных часов, астрономы создали виртуальный телескоп размером с нашу планету. В проекте EHT приняли участие восемь обсерваторий, расположенных в Чили (ALMA), Испании, Мексике, США (Аризона, Гавайи) и на Южном полюсе.

Сбор и обработка данных

Наблюдения проводились в течение нескольких дней в апреле 2017 года. За это время был собран огромный объем данных — около 5 петабайт (5000 терабайт). Этот объем настолько велик, что его было невозможно передать через интернет. Вместо этого данные были записаны на сотни жестких дисков, которые затем на самолетах доставили в два центра обработки: в обсерваторию Хейстек Массачусетского технологического института (США) и в Радиоастрономический институт Макса Планка (Германия). Для объединения и калибровки данных потребовались мощнейшие суперкомпьютеры — корреляторы. Затем несколько независимых групп исследователей, используя разные сложные алгоритмы, в течение двух лет восстанавливали изображение из полученных данных, чтобы гарантировать достоверность результата.

Результат и его значение

Полученное изображение показало яркое кольцо асимметричной формы, окружающее темную центральную область. Эта темная область — и есть «тень» черной дыры, силуэт, который она отбрасывает на фоне светящегося вещества. Яркое кольцо — это аккреционный диск, состоящий из раскаленного до миллиардов градусов газа и плазмы, вращающегося вокруг черной дыры со скоростями, близкими к скорости света. Яркость кольца неравномерна: одна его сторона светится ярче. Это объясняется допплеровским эффектом (эффектом Доплера-Фицо) и релятивистским усилением: вещество, движущееся по направлению к нам, выглядит ярче. Размер и форма тени черной дыры M87* в точности совпали с предсказаниями общей теории относительности Альберта Эйнштейна, что стало ее самым убедительным на сегодняшний день подтверждением в условиях экстремально сильной гравитации.

Это наблюдение открыло новую эру в изучении черных дыр, превратив их из чисто теоретических объектов в объекты, доступные для прямого исследования. Оно дает ученым возможность изучать процессы, происходящие в непосредственной близости от горизонта событий, проверять фундаментальные законы физики и лучше понимать эволюцию галактик.

Ответ: Сообщение об астрономическом наблюдении — получении первого изображения черной дыры с помощью «Телескопа горизонта событий» — представлено выше.