• Começa Com Um Estrondo

É assim que vamos imaginar com sucesso o horizonte de eventos de um buraco negro

Cinco simulações diferentes na relatividade geral, usando um modelo magnetohidrodinâmico do disco de acreção do buraco negro e como o sinal de rádio ficará como resultado. Observe a assinatura clara do horizonte de eventos em todos os resultados esperados. (SIMULAÇÕES GRMHD DE VARIABILIDADE DE AMPLITUDE DE VISIBILIDADE PARA IMAGENS DE TELESCÓPIO HORIZON DE EVENTO DE SGR A*, L. MEDEIROS ET AL., ARXIV:1601.06799)

Enquanto o Event Horizon Telescope se prepara para divulgar seus primeiros resultados, podemos esperar não apenas uma, mas duas imagens de buracos negros.

Como é realmente um buraco negro? Por gerações, os cientistas discutiram se os buracos negros realmente existiam ou não. Claro, havia soluções matemáticas na Relatividade Geral que indicavam que eram possíveis, mas nem todas as soluções matemáticas correspondem à nossa realidade física. Foram necessárias evidências observacionais para resolver essa questão.

Devido à matéria orbitando e caindo em torno de buracos negros, tanto as versões de massa estelar quanto as versões supermassivas, detectamos as emissões de raios-X características de suas existências. Encontramos e medimos os movimentos de estrelas individuais que orbitam buracos negros suspeitos, confirmando a existência de objetos massivos nos centros das galáxias. Se ao menos pudéssemos imaginar diretamente esses objetos que não emitem luz, certo? Surpreendentemente, esse tempo está aqui.

O buraco negro no centro da Via Láctea, juntamente com o tamanho real e físico do Event Horizon retratado em branco. A extensão visual da escuridão parecerá ser 5/2 tão grande quanto o próprio horizonte de eventos. (UTE KRAUS, GRUPO DE EDUCAÇÃO FÍSICA KRAUS, UNIVERSIDADE DE HILDESHEIM; ANTECEDENTES: AXEL MELLINGER)

Em teoria, um buraco negro é um objeto que não consegue resistir à gravidade. Quaisquer que sejam as forças externas que existam – incluindo radiação, forças nucleares e eletromagnéticas, ou mesmo a degeneração quântica decorrente do princípio de exclusão de Pauli – devem ser iguais e opostas à força interna da gravidade, ou o colapso é inevitável. Se você obtiver esse colapso gravitacional, formará um horizonte de eventos.

Um horizonte de eventos é o local onde a velocidade mais rápida atingível, a velocidade da luz, é exatamente igual à velocidade necessária para escapar da gravidade do objeto dentro. Fora do horizonte de eventos, a luz pode escapar. Dentro do horizonte de eventos, a luz não pode. É por essa razão que se espera que os buracos negros sejam negros: o horizonte de eventos deve descrever uma esfera escura no espaço onde não deve haver luz detectável de qualquer tipo.

Vemos objetos no Universo que são tão consistentes com as expectativas de um buraco negro que não há boas teorias, de todo, para o que mais eles podem ser. Além disso, podemos calcular o quão grande esses horizontes de eventos devem ser fisicamente para um buraco negro (proporcional à massa de um buraco negro) e quão grande eles devem aparecer na Relatividade Geral (cerca de 2,5 vezes o diâmetro da extensão física).

Visto da Terra, o maior buraco negro aparente deve ser Sagitário A*, que é o buraco negro no centro da Via Láctea, com um tamanho aparente de aproximadamente 37 micro-arco-segundos. Com 4 milhões de massas solares e uma distância de cerca de 27.000 anos-luz, deve parecer maior do que qualquer outro. Mas o segundo maior? Isso está no centro de Messier 87, a mais de 50 milhões de anos-luz de distância.

O segundo maior buraco negro visto da Terra, aquele no centro da galáxia M87, é mostrado em três vistas aqui. Apesar de sua massa de 6,6 bilhões de sóis, está mais de 2.000 vezes mais distante do que Sagitário A*. Pode não ser resolvido pelo EHT se nossas estimativas de massa forem muito grandes, mas se o Universo for gentil, teremos uma imagem, afinal. (TOP, ÓPTICO, TELESCÓPIO ESPACIAL HUBBLE / NASA / WIKISKY; INFERIOR ESQUERDO, RÁDIO, NRAO / VERY LARGE ARRAY (VLA); INFERIOR DIREITO, X-RAY, NASA / CHANDRA X-RAY TELESCOPE)

A razão desse buraco negro ser tão grande? Porque mesmo a essa distância incrível, tem mais de 6 bilhões de massas solares, o que significa que deve ter aproximadamente 3/4 do tamanho do buraco negro da Via Láctea. Os buracos negros são bem conhecidos por emitir radiação na porção de rádio do espectro, à medida que a matéria acelera em torno do horizonte de eventos, mas isso nos dá uma maneira brilhante de tentar visualizá-la: através de interferometria de linha de base muito longa na porção de rádio de o espectro.

Uma visão dos diferentes telescópios que contribuem para as capacidades de imagem do Event Horizon Telescope de um dos hemisférios da Terra. Os dados obtidos de 2011 a 2017 devem permitir-nos agora construir uma imagem de Sagitário A* e possivelmente também do buraco negro no centro de M87. (APEX, IRAM, G. NARAYANAN, J. MCMAHON, JCMT/JAC, S. HOSTLER, D. HARVEY, ESO/C. MALIN)

Tudo o que precisamos, para que isso aconteça, é uma enorme variedade de radiotelescópios. Precisamos deles em todo o globo, para que possamos fazer medições temporalmente simultâneas dos mesmos objetos de locais a até 12.700 quilômetros (8.000 milhas) de distância: o diâmetro da Terra. Ao tirar essas várias imagens, podemos juntar uma imagem - desde que a fonte que estamos criando seja radio-brilhante o suficiente - com tamanho de 15 micro-arc-segundos.

O Event Horizon Telescope (EHT) é exatamente uma matriz , e não está apenas coletando dados de todo o mundo (incluindo na Antártida) há anos, já tirou todas as imagens necessárias de Sagitário A * e de Messier 87 que você poderia esperar. Tudo o que resta, agora, é processar os dados e construir as imagens para o público em geral ver.

Dois dos possíveis modelos que podem ajustar com sucesso os dados do Event Horizon Telescope até agora, desde o início de 2018. Ambos mostram um horizonte de eventos assimétrico e descentralizado que é ampliado em relação ao raio de Schwarzschild, consistente com as previsões da Relatividade Geral de Einstein. (R.-S. LU ET AL, APJ 859, 1)

Já coletamos os dados necessários para criar as primeiras imagens de buracos negros de todos os tempos, então qual é o atraso? O que estamos prontos para aprender? E o que pode nos surpreender sobre o que o Universo tem reservado?

Em teoria, o horizonte de eventos deve aparecer como um círculo preto opaco, não deixando passar nenhuma luz por trás dele. Deve exibir um brilho de um lado, à medida que a matéria acelera ao redor do buraco negro. Deve aparecer 250% do tamanho que a Relatividade Geral prevê, devido à distorção do espaço-tempo. E isso deve acontecer por causa de uma rede espetacular de telescópios, em uníssono, todos visualizando o mesmo objeto.

O Allen Telescope Array é potencialmente capaz de detectar um forte sinal de rádio do Proxima b, ou de trabalhar em conjunto com outros radiotelescópios em linhas de base extremamente longas para tentar resolver o horizonte de eventos de um buraco negro. (WIKIMEDIA COMMONS / COLBY GUTIERREZ-KRAYBILL)

Normalmente, a resolução do seu telescópio é determinada por dois fatores: o diâmetro do seu telescópio e o comprimento de onda da luz que você está usando para visualizá-lo. O número de comprimentos de onda de luz que se encaixam em seu prato determina o diâmetro angular ideal que você pode resolver. No entanto, se esses fossem realmente nossos limites, nunca veríamos um buraco negro. Você precisaria de um telescópio do diâmetro da Terra para ver até os mais próximos no rádio, onde os buracos negros emitem os mais fortes e confiáveis.

Mas o truque da interferometria de linha de base muito longa é ver fontes extremamente brilhantes, simultaneamente, de telescópios idênticos separados por grandes distâncias. Embora eles tenham apenas o poder de captação de luz da área de superfície dos pratos individuais, eles podem, se uma fonte for brilhante o suficiente, resolver objetos com a resolução de toda a linha de base. Para o Event Horizon Telescope, essa linha de base é o diâmetro da Terra.

Avery Broderick, cientista do Event Horizon Telescope, fará a palestra pública do Perimeter Institute em 3 de outubro, sobre a busca pelo primeiro horizonte de eventos do buraco negro. (INSTITUTO PERÍMETRO)

Estou tão satisfeito que o Event Horizon Telescope, e a imagem direta do horizonte de eventos de um buraco negro, será o tema da palestra pública do Perimeter Institute de 3 de outubro: Imagens do Limite do Espaço-tempo, de Avery Broderick .

O blog ao vivo agora está completo, tendo sido exibido inicialmente às 19h, horário do leste (16h, horário do Pacífico), e você pode acompanhar assistindo ao vídeo abaixo. Assista a palestra a qualquer momento e acompanhe o blog ao vivo que segue!

(Todas as atualizações, abaixo, terão os carimbos de data/hora em negrito no horário do Pacífico, com capturas de tela, quando apropriado, da própria palestra.)

15h50 : Receber! Vamos começar o Live Blog um pouco mais cedo, para que possamos fornecer um pouco de fundo.

A maior coisa que você precisa perceber, quando se trata de imaginar o horizonte de eventos de um buraco negro, é que não estamos procurando luz, mas o ausência de luz. Quando você olha para o centro de uma galáxia, você verá uma tonelada de luz, vindo de toda a matéria localizada lá. O que o horizonte de eventos de um buraco negro lhe dá, espetacularmente, é uma sombra: uma região onde qualquer luz vinda de trás é absorvida e engolida. A chave para imaginar o horizonte de eventos é ver a luz, atrás do buraco negro, que emerge ao redor do próprio horizonte.

Alguns dos possíveis sinais de perfil do horizonte de eventos do buraco negro, como indicam as simulações do Event Horizon Telescope. (ALTA RESOLUÇÃO ANGULAR E CIÊNCIA DE ALTA SENSIBILIDADE HABILITADA PELO BEAMFORMED ALMA, V. FISH ET AL., ARXIV: 1309.3519)

15h54 : O que é uma possibilidade incrivelmente empolgante, sobre a qual esperamos ouvir mais nesta palestra, é o que podemos ver se algo for falho na teoria da relatividade geral de Einstein. É claro que esperamos que Einstein esteja certo; a relatividade geral nunca nos enganou ainda, nem em nenhum experimento, medição ou em qualquer nível de detalhe. Mas se o horizonte de eventos tiver um tamanho, opacidade ou forma diferente do que prevemos, ou nem sequer existir, isso pode nos levar a uma revolução na física. Os efeitos gravitacionais quânticos, por exemplo, não deveriam ser importantes aqui. Mas se eles são… bem, é por isso que olhamos!

Esta visão de vários comprimentos de onda do centro galáctico da Via Láctea vai do raio-X através do óptico e no infravermelho, mostrando Sagitário A* e o meio intragaláctico localizado a cerca de 25.000 anos-luz de distância. Usando dados de rádio, o EHT resolverá o horizonte de eventos do buraco negro. (RAIO X: NASA/CXC/UMASS/D. WANG ET AL.; ÓPTICO: NASA/ESA/STSCI/ D.WANG ET AL.; RI: NASA/JPL-CALTECH/SSC/S.STOLOVY)

15h58 : Eu sei que todos esperamos uma resposta para a maior pergunta que temos: como é o horizonte de eventos? É por isso que temos o conjunto de telescópios, afinal, fazendo o que está fazendo. Mas dê uma olhada na imagem de vários comprimentos de onda acima. Temos que ver através de toda essa radiação e evitar que ela seja um contaminante de primeiro plano, para visualizar o horizonte de eventos do próprio buraco negro.

É importante apreciar o quanto do Universo temos que ver, como se fosse transparente (e não é 100% transparente), apenas para ter uma chance no próprio horizonte de eventos. Hoje, espero que aprendamos exatamente como podemos fazer isso e por que estamos tão confiantes de que o EHT nos levará até lá. Lembre-se, o buraco negro da Via Láctea, e todos os buracos negros, são objetos com alto ruído de rádio!

Esta visão de quatro painéis mostra a região central da Via Láctea em quatro diferentes comprimentos de onda de luz, com os comprimentos de onda mais longos (submilimétricos) no topo, passando pelo infravermelho distante e próximo (2º e 3º) e terminando em uma visão de luz visível da Via Láctea. Observe que as faixas de poeira e as estrelas em primeiro plano obscurecem o centro na luz visível, mas não tanto no infravermelho. (ESO / ATLASGAL CONSORTIUM / NASA / GLIMPSE CONSORTIUM / VVV SURVEY / ESA / PLANCK / D. MINNITI / S. GUISARD AGRADECIMENTOS: IGNACIO TOLEDO, MARTIN KORNMESSER)

16h01 : Antes da palestra começar, e está prestes a começar, aqui está uma última coisa: este é o centro da Via Láctea em quatro comprimentos de onda independentes. Há muita coisa acontecendo lá, e estamos procurando um objeto que seja aproximadamente do tamanho da órbita de Júpiter ao redor do Sol. Você não está impressionado com a ambição do EHT? Você deve se impressionar!!

16h04 : Se você está se perguntando por que não procuramos um buraco negro mais próximo do que o centro da Via Láctea, porque existem mais próximos, é porque o tamanho de um buraco negro depende de sua massa e distância. O dobro da massa significa o dobro do raio; o dobro da distância significa metade do raio. O segundo buraco negro mais massivo da Via Láctea que já encontramos é milhares de vezes menos massivo que o do centro da nossa galáxia, mas apenas cerca de 10 a 20 vezes mais próximo. É por isso que vamos para maior em vez de mais perto!

A radiação Hawking é o que inevitavelmente resulta das previsões da física quântica no espaço-tempo curvo ao redor do horizonte de eventos de um buraco negro. Essa visualização é mais precisa do que uma simples analogia de par partícula-antipartícula, pois mostra fótons como a fonte primária de radiação em vez de partículas. No entanto, a emissão se deve à curvatura do espaço, não às partículas individuais, e nem todas remontam ao próprio horizonte de eventos. (E. SIEGEL)

16h08 : Buracos negros são objetos para os quais as coisas entram e não saem. Essa é uma definição sólida de um buraco negro, que Avery deu... de primeira ordem. Isso deveria ser verdade para todos os buracos negros em nosso Universo, mas dê um tempo. Após cerca de 10²⁰ anos, talvez um bilhão (ou dez) vezes a idade do nosso Universo, eles começarão a irradiar, via radiação Hawking, mais rápido do que pode absorver qualquer matéria que o cerca. Eles vão encolher e, quando o fizerem, isso anunciará seu desaparecimento.

Em escalas de tempo suficientemente longas, as coisas sairão, embora não de dentro do buraco negro, mas do espaço-tempo curvo fora dele.

16h10 : Avery diz que se você esmagar o Sol até 3 km, ele se tornará um buraco negro. Esmague a Terra a 1 cm, e é um buraco negro. Esmagar um humano, e é cerca de 10^-11 vezes a largura de um próton. (Esta é uma correção para o número de Avery.)

E esmagar o Universo até… aproximadamente o tamanho do próprio Universo, e será um buraco negro? Tenha cuidado aqui; o Universo está se expandindo e cheio de energia escura, e isso muda tremendamente a equação. Nossa solução Schwarzschild, uma ótima aproximação para buracos negros reais, não se aplica mais aqui. (Espero que Avery acerte isso quando chegar lá!)

O buraco negro supermassivo da nossa galáxia testemunhou algumas explosões incrivelmente brilhantes, mas nenhuma foi tão brilhante ou duradoura quanto XJ1500 + 0134. Devido a eventos como este e muitos outros, existe uma grande quantidade de dados do Chandra, ao longo de um período de 19 anos, do centro galáctico. (NASA/CXC/STANFORD/I. ZHURAVLEVA ET AL.)

16h14 : Observar buracos negros supermassivos é fantástico; você pode ver, no rádio, esses lóbulos maciços.

Mas a imagem acima, que eu escolhi, está no raio-X! Os buracos negros são poderosos em todo o espectro eletromagnético. Podemos ver seus efeitos porque, como Avery observa corretamente, a matéria expelida dos buracos negros muda seus ambientes.

16h17 : Avery afirma que o Universo é complicado, mas os buracos negros são simples. E isso é verdade, desde que você observe suas macropropriedades. Mas há uma enorme quantidade de motivação teórica para supor que o que um buraco negro é feito de matéria! Se você fez um buraco negro com 10⁵⁵ nêutrons ou 10⁵⁵ antinêutrons, deve haver uma diferença. Não em Relatividade Geral, mas em termos de informação e números quânticos.

Isso realmente importa? Não temos certeza, e o EHT não nos ensina isso. Há muitas questões que devemos lembrar que a física deixou para resolver, não importa quais as respostas que o EHT (ou qualquer experimento) possa nos dar.

16h20 : Avery traz um acrônimo divertido: ISCO. ISCO significa órbita circular estável mais interna. Este não é o horizonte de eventos, mas sim uma órbita cerca de três vezes o raio do horizonte de eventos. Deve haver, portanto, um buraco vazio entre o ISCO e o horizonte de eventos, onde não existe matéria (estável).

A órbita mais interna da matéria, e dos fótons, e até mesmo do espaço-tempo que começa a ser arrastado (sim, isso acontece!), tudo afeta o que alguém vendo o horizonte de eventos realmente veria. O arrastamento de quadros é um efeito real na relatividade e não pode ser ignorado!

Inúmeros testes científicos da teoria geral da relatividade de Einstein foram realizados, submetendo a ideia a algumas das restrições mais rigorosas já obtidas pela humanidade. A primeira solução de Einstein foi para o limite do campo fraco em torno de uma única massa, como o Sol; ele aplicou esses resultados ao nosso Sistema Solar com sucesso dramático. Podemos ver essa órbita como a Terra (ou qualquer planeta) em queda livre ao redor do Sol, viajando em uma trajetória retilínea em seu próprio referencial. (COLABORAÇÃO CIENTÍFICA LIGO / T. PYLE / CALTECH / MIT)

16h24 : Eu acho que este é um ponto muito importante que Avery apenas encobre, mas é uma fonte de confusão para muitas pessoas na Relatividade Geral. A curvatura do espaço-tempo não é determinada pela massa. Claro, ninguém menos que Wheeler observou que a matéria diz ao espaço-tempo como se curvar; o espaço curvo diz à matéria como se mover, mas é mais do que isso. A curvatura do espaço-tempo é determinada pela presença, distribuição e densidade da matéria e da energia. Isso inclui energia de todas as formas: radiação, energia cinética e muitas outras quantidades além da massa.

A massa desempenha um papel importante, mas não é a única coisa importante no que diz respeito a afetar o espaço-tempo.

Uma grande quantidade de estrelas foi detectada perto do buraco negro supermassivo no núcleo da Via Láctea. Além dessas estrelas e do gás e poeira que encontramos, prevemos que existam mais de 10.000 buracos negros em apenas alguns anos-luz de Sagitário A*, mas detectá-los provou ser difícil até agora. (S. SAKAI / A. GHEZ / OBSERVATÓRIO W.M. KECK / UCLA GALACTIC CENTER GROUP)

16h27 : Quero observar algo que Avery disse na marca de 0:25 minutos em sua palestra, perguntando se esses objetos com grandes massas e emissões de raios-X/rádio são, de fato, buracos negros? Ele então deixou a pergunta no ar e não respondeu.

Mas você sabe o que? Exceto por malucos na internet, praticamente todo mundo agora aceita que esses objetos são buracos negros, e foi o grupo de Andrea Ghez, na UCLA, que respondeu a essa pergunta para nós. Você vê estrelas, olhando no infravermelho, orbitando um ponto de massa incrível, cerca de 4 milhões de massas solares. No entanto, nenhuma luz (pelo menos, no infravermelho) vem dessa massa.

Por quê? Porque não há explicação para isso além de um buraco negro. Isso é um buraco negro, pessoal, e com suprema confiança podemos procurá-lo com um telescópio como o EHT.

A galáxia NGC 1277, acelerando através do aglomerado de Perseu, não contém apenas estrelas predominantemente vermelhas, mas aglomerados globulares vermelhos (e não azuis), bem como um buraco negro supermassivo chocantemente grande para acompanhar sua rápida velocidade através do aglomerado. (MICHAEL A. BEASLEY, IGNACIO TRUJILLO, RYAN LEAMAN & MIREIA MONTES, NATURE (2018), DOI:10.1038/NATURE25756)

16h31 : Há um ótimo gráfico e um grande enigma na palestra de Avery. O maior buraco negro, visto da Terra, é aquele no centro da Via Láctea. O segundo maior é o da M87. O quarto maior? Aquele no centro de Andrômeda.

Mas o terceiro maior é esquisito: NGC 1277. É do tamanho da Via Láctea, mas parece ter um buraco negro de massa solar > 10 bilhões. Isso é controverso, mas é uma possibilidade tentadora!

16h34 : Por que é tão difícil resolver um buraco negro? Bem, muitas razões. Falamos sobre resolução anteriormente, mas essa não é a única.

Nem todas as galáxias são altas em rádio, o que significa que você não pode ver a sombra contra o fundo do rádio se não houver fundo. (E então, desculpem os fãs de NGC 1277, isso acabou.) Se uma galáxia não for radiotransparente, porque há muito primeiro plano, ela também não será visível. Mas se você estiver limitado pela difração, que é a natureza do seu telescópio, poderá ver o comprimento de onda dividido pelo diâmetro do seu telescópio. Você precisaria de um telescópio de ~ 12 milhões de metros de diâmetro para obter a resolução do EHT no rádio.

16h38 : Então, por que Avery, na marca de 0:36 em sua palestra, diz que você precisaria de um telescópio de 5 km, em vez de um telescópio de 12 milhões de metros, para ver o buraco negro no centro da galáxia?

Duas razões. Número um, os telescópios sobre os quais ele está falando são ópticos/infravermelhos, que têm comprimentos de onda cerca de 1.000 vezes menores do que os comprimentos de onda de rádio que o EHT analisará. (Isso é bom; o plano da Via Láctea, que inclui o centro galáctico, é opaco à luz visível!)

Número dois, você quer melhorar resolução do que a coisa que você está tentando imagem. Caso contrário, é apenas um pixel e você não pode aprender o que deseja aprender sobre um horizonte de eventos a partir de apenas um pixel!

A ocultação da lua de Júpiter, Io, com seus vulcões em erupção Loki e Pele, ocultada por Europa, que é invisível nesta imagem infravermelha. O GMT fornecerá resolução e imagem significativamente aprimoradas. (LBTO)

16h45 : Sua analogia com a série Fourier não está realmente fazendo isso para mim. Se você se pergunta, como você pode usar vários telescópios para obter a resolução necessária para reconstruir uma imagem, isso depende muito do que você está olhando. Sempre, mais telescópios cobrindo mais área em mais locais são melhores.

Mas se você tiver apenas dois telescópios, ainda poderá fazer coisas incríveis, como o Large Binocular Telescope Observatory (LBTO) fez apenas alguns anos atrás, quando fotografou vulcões em erupção na Lua de Júpiter, Io, enquanto outra de suas luas (Europa) o eclipsou. Muito incrível!

A quantidade de poder computacional e velocidade de gravação de dados tem sido o fator limitante em estudos do tipo EHT. O Proto-EHT começou em 2007 e não era capaz de fazer absolutamente nada da ciência que faz hoje. (INSTITUTO PERÍMETRO)

16h49 : Então, o que nos levou tanto tempo para construir o EHT? Afinal, temos telescópios e o planeta Terra há muito, muito tempo, e somos capazes de tirar essas imagens. Mas requer muitos dados. Escrever dados suficientes (e os tipos certos de) com rapidez suficiente e, em seguida, reuni-los com poder computacional suficiente para analisá-los, só agora, pela primeira vez, é possível. Se tivéssemos tentado até uma década atrás construir e executar o EHT, não teria sido possível.

O Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, fotografado com as nuvens de Magalhães acima. (ESO/C. MALIN)

16h51 : Avery diz que o maior avanço foi a adição do ALMA ao array EHT. E o ALMA é tão, tão fantástico. Um pedaço da matriz é mostrado acima, mas confira abaixo, onde o ALMA tirou algumas imagens espetaculares de alta resolução de… bem, planetas se formando em torno de estrelas jovens, como nada mais, até hoje.

O disco protoplanetário em torno da jovem estrela, HL Tauri, fotografado pelo ALMA. As lacunas no disco indicam a presença de novos planetas. Uma vez que elementos pesados ​​suficientes estejam presentes, alguns desses planetas podem ser rochosos. Este sistema, no entanto, já tem centenas de milhões de anos. (ALMA (ESO / NAOJ / NRAO))

16h53 : E agora, finalmente, no minuto 0:51 da palestra, temos a verdadeira razão pela qual toda essa análise demora tanto. Existem diferentes atrasos de fase atmosférica que incluem calibração, cálculo, erros e recálculo, de 27 Petabytes de dados, de todas as diferentes estações.

O tempo computacional costuma ser uma piada, mas esse é o problema. Ele não tem imagens para mostrar, porque não há imagens de versão final e sem erros disponíveis. No início de 2019, pode ser , é o que ele diz que podemos esperar para as primeiras imagens.

16h54 : Seja paciente, fãs do EHT! Fique satisfeito que eles estão tomando o tempo para acertar!

Quando uma estrela massiva o suficiente termina sua vida, ou dois remanescentes estelares massivos o suficiente se fundem, um buraco negro pode se formar, com um horizonte de eventos proporcional à sua massa e um disco de acreção de matéria em queda ao seu redor. (ESA/HUBBLE, ESO, M. KORMESSER)

16h58 : Avery acaba de argumentar por que os buracos negros devem existir, e os objetos nos centros da Via Láctea e M87 devem ser um. (Ou, dois, mais precisamente.) Se você tem coisas que caem em um corpo de acreção central, elas esquentam e brilham. Mas se eles se depararem com um objeto duro que não tenha um horizonte de eventos, ele aquecerá e brilhará com o impacto. Se você tivesse emissão de impacto, ela apareceria.

Não houve emissão, que teoricamente deveria aparecer no infravermelho. A falta disso ultrapassaria os limites do infravermelho, e não está lá!

Bam!

E, portanto, buraco negro. Não pode ser grande e frio, e não é quente o suficiente para não ser um buraco negro. QED.

O segundo maior buraco negro visto da Terra, aquele no centro da galáxia M87, é cerca de 1.000 vezes maior que o buraco negro da Via Láctea, mas está mais de 2.000 vezes mais distante. O jato relativístico que emana de seu núcleo central é um dos maiores e mais colimados já observados. (ESA/HUBLE E NASA)

17h02 : Então, como você mede a massa de um buraco negro? Você mede o gás que orbita o buraco negro central; você mede as estrelas que a orbitam. Mas você obtém dois números diferentes, e eles discordam. Eles discordam por um fator de 2 para M87 e (embora a maioria das pessoas não se lembre) costumavam discordar da Via Láctea no início dos anos 2000. De raios-X, estimamos cerca de 2,5 a 2,7 milhões de massas solares, mas de estrelas, estimamos 4 milhões de massas solares.

Quem está certo? Minha aposta é nas estrelas porque as observações têm menos suposições para traduzir em massa, mas o EHT deve nos ensinar qual (se houver) está correto!

17h04 : Avery afirma que estes são os dois buracos negros que você gostaria, idealmente, de testar os buracos negros. Eles são diferentes; um é pequeno e próximo, o outro é grande e mais distante; um está ativo com um jato grande (M87) enquanto o outro está quieto; ambos têm um tamanho angular grande o suficiente para serem resolvidos com um telescópio do tamanho do nosso planeta, etc. E esses são bons argumentos. Mas eu ainda prefiro ter um buraco negro de massa estelar que esteja a apenas alguns anos-luz para experimentar. Alguma ajuda, Alfa Centauri?

(Esta é a primeira palestra do Perimeter que vejo que não foi devidamente orçada para o tempo, BTW, então sinto muito se algum de vocês assistindo está chateado por ter acabado.)

Os dados do proto-EHT são consistentes, mas apenas restringem fracamente, as propriedades do buraco negro do centro da nossa galáxia. (INSTITUTO PERÍMETRO)

17h08 : Avery está falando sobre os primeiros dados proto-EHT, que levaram essas primeiras observações e mostraram que eram consistentes com nossos modelos de buracos negros dentro da Relatividade Geral. Mas há realmente tão pouco que recebemos; obtemos informações sobre massa, um pouco sobre rotação e um pouco sobre o ambiente ao redor. Até que possamos ver o próprio horizonte e conhecer sua forma, estamos muito limitados no que podemos restringir.

Até Avery está decepcionado com o que podemos dizer com os dados do Proto-EHT.

17h10 : O que vai ser muito, muito legal, que Avery está dizendo, é que haverá filmes , não apenas imagens, que são interessantes. Em escalas de tempo de décadas, os buracos negros se agitam, semelhante ao modo como o movimento browniano funciona. Átomos e moléculas saltam de partículas minúsculas sob um microscópio; isso é movimento browniano. Bem, para o buraco negro no centro galáctico, as estrelas orbitam e se aproximam ou se afastam do buraco negro central, e elas o empurram gravitacionalmente!

17h12 : Gostaria de salientar que é por isso que é tão importante fazer suas observações simultaneamente no tempo um do outro; você não pode reconstruir uma única imagem da interferometria se não estiver mais olhando para o mesmo objeto. Como disse Heráclito, você não pode entrar no mesmo rio duas vezes. Bem, você não pode olhar para o mesmo buraco negro duas vezes, aparentemente.

Isso é profundo.

17h13 : Ok, para aqueles de vocês que estão assistindo, eu só vou dizer que se você está 73 minutos em uma conversa de 60 minutos, e você está mencionando coisas como o efeito Bardeen-Petterson, alguém deveria começar a jogar o wrap -it-up música.

O buraco negro supermassivo no centro da nossa galáxia, Sagitário A*, brilha intensamente em raios-X sempre que a matéria é devorada. Em outros comprimentos de onda de luz, do infravermelho ao rádio, podemos ver as estrelas individuais nesta porção mais interna da galáxia. (RAIO X: NASA/UMASS/ D.WANG ET AL., IR: NASA/STSCI)

17h17 : Ok, esta última coisa é legal o suficiente para eu mencionar aqui: explosões no centro do buraco negro da Via Láctea. Eles acontecem e geralmente duram minutos.

Mas por que? São feições turbulentas no disco de acreção? Ou eles estão surgindo da queda da matéria, como bolhas quentes no fluxo de acreção, que explodem quando são aceleradas e devoradas?

Os modelos de ambos estão sendo continuamente aprimorados e, com base não no horizonte de eventos em si, mas nos sinais luminosos que saem do lado de fora do horizonte de eventos, podemos diferenciá-los. Por que nosso buraco negro explode? O EHT pode nos ensinar.

17h20 : Então, se você chegou até aqui, provavelmente assistiu tudo. Então, como você resume?

• Buracos negros são reais.
• Podemos ver seus efeitos e aprender sobre isso indiretamente.
• Eles devem ter horizontes de eventos.
• O EHT deve criar uma imagem deles com os dados que temos.
• Vai levar muito tempo.
• E se observarmos a luz de fora deles, podemos aprender mais sobre o ambiente desses buracos negros e o que causa eventos transitórios como explosões.

E esse é o fim! Hora de perguntas e respostas!

17h22 : Pergunta divertida: o que é ejetado de um buraco negro? De que são feitos esses jatos? De onde eles vêm?

Avery dá a resposta real: não sabemos. Achamos que eles estão cheios de prótons, núcleos, etc., e essa é a primeira resposta de Avery. Mas eles podem ser apenas radiação eletromagnética (luz). (Avery diz isso; a maioria dos cientistas, como eu entendo, considera isso incrivelmente improvável.)

O acompanhamento é qual é o efeito do jato no buraco negro? Enquanto Avery está assumindo jatos bipolares iguais e opostos, essa suposição não é necessária. É como perguntar qual é o efeito de uma mosca ao cair no para-brisa do seu caminhão. É insignificante.

17h25 : A pergunta final de Avery é o que o fez querer estudar buracos negros? E a resposta é… Star Trek! Não há melhor maneira de terminar um live-blog do que isso, então vivam e prosperem, todos, e até a próxima!

Começa com um estrondo é agora na Forbes , e republicado no Medium graças aos nossos apoiadores do Patreon . Ethan é autor de dois livros, Além da Galáxia , e Treknology: A ciência de Star Trek de Tricorders a Warp Drive .

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