Свет во тьме. Черные дыры, Вселенная и мы - Хайно Фальке

арбитров. Наконец группа решает просто усреднить три алгоритмических метода и, используя данные за тот апрельский день 2017 года, когда условия для измерений были наилучшими, построить одно изображение. Изображения, полученные на основе данных за другие дни и с использованием каждого из алгоритмов, тоже будут представлены, но займут не такое видное место. Это – соломоново решение. Теперь каждый член команды по праву может утверждать, что в этом едином изображении представлена и его работа.

Остается еще последний важный вопрос: когда именно состоится публикация? По плану Шепа Доулмана это должно произойти в феврале. Ориентировочно во время большой пресс-конференции в Вашингтоне на ежегодном собрании Американской ассоциации содействия развитию науки – самой крупной научной конференции в мире. Мне кажется, что мы торопимся. Дэн Маррон и я стоим за перенос даты публикации на весну или даже на лето. Как и хорошая наука, хорошие научные статьи требуют времени, а в сутках всего двадцать четыре часа. Быстро выясняется, что февраль – это нереально, и все соглашаются сдвинуть публикацию на апрель, на время после запланированного, но позже отмененного раунда измерений. Призыв Доулмана “Энергично, но не выходя за рамки возможного” становится девизом посвященных. Чтобы подготовить все к апрелю, каждому из нас – даже с учетом дополнительного времени – предстоит напряженная работа. “Энергично” – это еще мягко сказано.

Родовые муки

До того как наше изображение наконец увидит свет, нам еще предстоит большая работа. С Astrophysical Journal согласовано, что выйдет специальный выпуск этого журнала, куда войдут шесть планировавшихся работ. У каждой из статей есть свои координаторы – обычно это координаторы соответствующей рабочей группы. Часто есть еще и ответственные за отдельные разделы дополнительные “субкоординаторы”. Текст, используя онлайн-платформу, пишут одновременно несколько авторов.

Шеп Доулман, Ремо Тиланус и Винсент Фиш – координаторы статьи об инструментарии. Джефф Бауэр, Димитриос Псалтис, Лучано Реццолла и я одновременно и координаторы, и авторы обзорной статьи. Мы – команда без рабочей группы. Это связано с тем, что наша задача – суммировать результаты выполнения всего проекта, в некоторых случаях еще до того, как полностью готовы статьи других групп. Опять и опять появляются новые черновые варианты, которые мы передаем остальным членам команды для дальнейшего обсуждения. Выверяется каждое предложение, каждая ссылка ставится под сомнение, а иногда и оспаривается. Все команды, занятые написанием текстов, шлифуют их до изнеможения. Надзор за процессом осуществляет издательский комитет[183]. Он же отбирает внутренних рецензентов из EHT, чтобы до отправки статей в журнал оценить каждую из них.

В обзоре мы должны не просто обобщить все остальные статьи, но и обсудить сильные и слабые стороны наших результатов. Возможно, кольцо обусловлено джетом и образовалось случайно? Может ли оно вскоре рассеяться, как кольцо сигаретного дыма в воздухе? Вероятно, нет, поскольку ничего подобного никто не видел, хотя РСДБ-измерений джетов вокруг черных дыр были тысячи. Да и наша структура выглядит стабильной. Могло ли здесь быть нечто, что выглядит как черная дыра, но на самом деле это что‐то совсем другое, вроде гигантского скопления еще неизвестных элементарных частиц? Например, бозонная звезда? Теоретики предлагают множество необычных, хотя и малообоснованных идей подобного рода, и мы, моделируя на компьютере, проверяем каждую такую гипотезу[184]. У нас нет оснований исключать их полностью: сумеречная область вокруг горизонта событий может скрывать все еще неизвестную и более сложную физическую картину. Однако в настоящий момент черная дыра – самое простое и наиболее правдоподобное объяснение, проясняющее целый ряд астрофизических явлений во Вселенной.

Реальный прорыв заключается в том, что мы первые подобрались к сверхмассивной черной дыре так близко, насколько это вообще возможно. Теперь мы можем сказать, что, сообразно с нашей информацией, темные, чудовищно массивные монстры, наблюдаемые в галактиках, действительно являются черными дырами.

Мы увидели собственными глазами тот объект, о возможности существования которого первые исследователи квазаров заговорили почти пятьдесят лет назад. Вскоре его увидит и весь мир. Начинается новый этап: после десятилетий поисков черных дыр мы приступаем к их измерению. Вопрос уже не в том, существуют ли черные дыры, а в том, понимаем ли мы, что это такое. Теперь стало ясно: даже если черные дыры не точно такие, как мы думали, они не слишком отличаются от нашего представления о них. В противном случае, полученное изображение выглядело бы иначе.

Горизонт событий уже не просто абстрактная математическая идея, как это было во времена Эйнштейна и Шварцшильда. Он стал конкретным местом, где можно вести научные исследования. Имея в своем распоряжении гравитационные волны, пульсары и Телескоп горизонта событий, мы обеспечены большим и разнообразным набором инструментов для детального изучения общей теории относительности на разных масштабах в самых далеких уголках Вселенной. Например, одно из фундаментальных предсказаний общей теории относительности состоит в том, что размер горизонта событий и его тени пропорционален массе черной дыры. Область тени является основным источником открытых в 2016 году гравитационных волн. В том случае гравитационные волны были обусловлены слиянием двух небольших черных дыр звездных масс. Гравитационно-волновые методы позволяют оценить их размер.

Наша черная дыра в сто миллионов раз тяжелее, но также и в сто миллионов раз больше маленьких черных дыр звездной массы. Именно этого мы и ожидали. Следовательно, подтверждается одно из основополагающих предсказаний теории Эйнштейна – так называемая масштабная инвариантность. И подтверждается оно удивительно наглядно – практически с точностью до восьмого знака после запятой.

Пока мы пишем статьи, я вдруг понимаю, что у нас есть еще одна проблема: у черной дыры в галактике M87 нет названия. Нет термина, обозначающего это гравитационное чудо. Астрономы никогда не задумывались, как следует называть подобные объекты. Или мы дадим имя нашему ребенку, или всегда будем использовать длинное, с трудом выговариваемое словосочетание “черная дыра в центре M87”. Ведь M87 – название всей галактики, а не только черной дыры.

После длительных обсуждений с соавторами мы, по примеру Стрельца A*, просто добавили звездочку к названию галактики. Для астрономов подобное решение выглядит логичным: так можно называть черные дыры и в других галактиках. Правда, позднее наш выбор совсем не понравился научным журналистам. Выразительное название способствует лучшему восприятию, а M87* нельзя рассматривать как ласковое прозвище. В шутку мы даже подумывали назвать нашу черную дыру Карлом или Альбертом, чтобы хотя бы таким образом отдать дань уважения Шварцшильду и Эйнштейну. Но отзовутся ли эти имена в сердцах большого числа людей?

Вскоре после появления нашей статьи Государственный университет в Хило на Гавайях разошлет пресс-релиз, в котором будет объявлено, что профессор-лингвист дал нашей черной дыре имя