Невидимые, черные и чрезвычайно привлекательные — черные дыры являются одной из величайших загадок Вселенной и бросают вызов нашему воображению. доктор Силке Бритцен из Института радиоастрономии Макса Планка в Бонне занимается исследованием загадочных объектов во Вселенной почти двадцать лет. И сыграл важную роль в научной сенсации последних лет: первом изображении черной дыры. В zdi-Heldinnen-October она хочет заразить девушек и молодых женщин своим увлечением наукой.
Вы говорите, доктор? Силке Бритцен о своей области исследований, ее глаза начинают загораться: «Черные дыры — это предмет исследования, который меня совершенно завораживает. На мой взгляд, черные дыры — одно из самых эффектных предсказаний теории относительности Альберта Эйнштейна». С явным энтузиазмом и увлечением ученый начинает рассказывать о невидимых объектах, которые поглощают все, что к ним приближается. Компактный и сверхмассивный, невидимый, но весящий до миллиардов солнечных масс.
Черные дыры — это действительно объекты, которые показывают вам, насколько крошечным является ваш мир. Мысль, занимавшая Силке Бритцен с детства: «Я была очарована вселенной с самого раннего возраста. Еще в детстве у меня было эстетическое увлечение звездным небом. Позже возникли такие вопросы, как: Мы живем здесь, на маленьком космическом корабле, в большом космосе, и там так много всего, как вы можете исследовать это? Как возникла Вселенная? И почему? Как это можно объяснить? Я думаю, что эти вопросы волнуют многих людей. И эти вопросы также двигали мной».
Страх повторения: путь Силке Бритцен к исследованиям
Ее желание иметь возможность наблюдать с помощью радиотелескопа Института Макса Планка в Бонне привело к тому, что Бритцен решила изучать астрономию, а не искусство. В 1986 году она поступила на факультет физики, астрономии и математики в Рейнский университет Фридриха-Вильгельма в Бонне. «Рисование было бы моим планом Б. Если бы не получилось с астрономией, я бы изучал искусство». После успешного завершения учебы Бритцен написала диплом и докторскую диссертацию в том же известном Институте радиоастрономии им. Макса Планка в Бонне. С ее неуемной тягой к знаниям Бритцен предначертано быть исследователем: «Я действительно боялась заниматься одним и тем же всю свою жизнь. Это мое стремление продолжать учиться, находить и исследовать новое». Тем не менее, она осталась верна изобразительному искусству и рисует не только звезды, но и звезды. Ей хочется обострить взгляд — на красоту природы на земле и в космосе. Бритцен постоянно занимается исследованиями в Институте Макса Планка в Бонне с 2003 года, и ее желание иметь возможность наблюдать с помощью радиотелескопа — кстати, одного из двух крупнейших полностью мобильных радиотелескопов в мире — стало реальностью. Сегодня Бритцен наблюдает с помощью этого радиотелескопа далекие галактики. А точнее: в непосредственной близости от сверхмассивных черных дыр, например, в центре эллиптической галактики М87.
Звезды, кометы или свет — черные дыры поглощают все, что подходит слишком близко
Альберт Эйнштейн опубликовал свою «Общую теорию относительности» более 100 лет назад. Из новаторских гравитационных уравнений теории Эйнштейна можно сделать вывод о существовании объектов во Вселенной, гравитационная сила которых настолько велика, что все, что приближается к этим объектам, исчезает внутри них, и их больше никогда не увидишь.
Эти объекты были названы «черными дырами», потому что «внутри черных дыр не исходит никакой информации, даже света. Эти объекты действительно темные», — объясняет Бритцен. Поскольку черные дыры поглощают даже собственный свет, они невидимы.
Но если никто никогда не видел черную дыру, откуда уверенность, что эти объекты существуют?
Начало новой эры: Первое фото черной дыры
До апреля 2019 года черные дыры были в основном теоретической концепцией. Затем было создано Event Horizon Telescope Collaboration (EHT) — коалиция из более чем 200 ученых со всего мира, в том числе Dr. Силке Бритцен совершил, казалось бы, невозможное. Они не только изобразили тень черной дыры, но и поддержали общую теорию относительности Эйнштейна. Для этого исследователи применили хитрость: они соединили восемь самых мощных радиотелескопов в мире и таким образом смоделировали гигантский телескоп с огромным разрешением. «Представьте, что вы сидите в Берлине и читаете газету в Нью-Йорке. Мы имеем здесь дело с такой резолюцией», — говорит Бритцен.
Ученые используют два явления в качестве ключей к обнаружению черной дыры: с одной стороны, вещество значительно нагревается, как только оно всасывается в черную дыру и начинает излучать. Если повезет, исследователи смогут увидеть это свечение через радиотелескопы. Кроме того, во время этого «процесса питания», как Бритцен называет чрезвычайное притяжение черных дыр, создаются так называемые джеты: «Это плазменные струи, которые выбрасываются наружу. Джеты M87 отлично подходят для изучения с помощью радиотелескопов. Всякий раз, когда мы видели такие джеты, мы следовали за ними по направлению к центру M87, где расположена черная дыра».
В прошлом году многолетняя погоня наконец окупилась, и Бритцену и команде EHT удалось сделать первую фотографию черной дыры — новаторское достижение. «Сначала я думал, что делаю что-то не так. Это был невероятный момент в моей собственной работе. Нам действительно удалось изобразить тень черной дыры!» На фотографии видно: светящееся оранжевое кольцо вокруг угольно-черной круглой области внутри — тлеющее вещество, окружающее черную дыру в центре M87. Результат исследования будет представлен одновременно в апреле 2019 года на шести международных пресс-конференциях. По словам комиссара ЕС по исследованиям Карлоса Моэдаса, запись является важной вехой в астрономии и прорывом для всего человечества (Podbregar 2019).
Самая темная тайна вселенной
Кому-то может показаться, что после такого успеха следует утолить жажду знаний. Не так с Силке Бритцен. Она продолжает исследовать те объекты, которые находятся за пределами нашего воображения, с амбициозной целью: «Я хотела бы знать, как можно полностью описать черные дыры и какие физические силы действуют внутри». и представляет собой одну из величайших загадок науки. То, что обескураживает некоторых исследователей, особенно привлекательно для Брицена, потому что исследования черных дыр ускользают от известных нам законов природы: т смотреть в. В исследованиях черных дыр есть ограничение, наложенное на нас физикой. И поэтому я каждый день задаю себе вопрос: действительно ли это предел? Или есть пробел в теории? Разве мы не можем как-нибудь узнать больше?» Насколько важны исследования Бритцен и ее коллег, становится очевидным самое позднее в октябре 2020 года, когда трое ученых были удостоены самой важной в мире физической награды за свои исследования черных дыр: Нобелевской премии. для физики. Силке Бритцен полон энтузиазма: «Нет никаких сомнений в том, что черные дыры являются увлекательными и важными объектами исследования. Но такая Нобелевская премия — это нечто иное, и она придает исследовательской области еще больше внимания и подтверждения. Мои самые теплые поздравления коллегам!» Среди лауреатов премии: Андреа Гез, научный сотрудник Britzen. Гез — четвертая женщина, получившая Нобелевскую премию по физике. После Донны Стрикленд, всего через два года, женщина снова оказывается в центре научной деятельности и становится заметной. Силке Бритцен соглашается с тем, что это неизменно положительное событие: «В этом году не только Андреа Гез была удостоена Нобелевской премии по физике, Эммануэль Шарпантье и Дженнифер Дудна также были удостоены Нобелевской премии по химии. Тот факт, что число женщин-лауреатов премии увеличивается, также был очень положительно воспринят за пределами науки. Я думаю, что сигнал о том, что женщины занимаются исследованиями, достойными Нобелевской премии, чрезвычайно важен. Я надеюсь, что это воодушевит молодых женщин, которым нравится наука, и придаст им импульс».
Сейчас самое лучшее время для женщин, чтобы заняться наукой
Бритцен передает свои огромные астрономические знания в качестве лектора в Гейдельбергском университете. Ее цель - заинтересовать молодых студентов МИНТ в научных исследованиях. И убрать страх студентов перед научно-исследовательскими институтами: «Многие студенты очень уважают науку», — говорит Бритцен. «Они думают, что исследованиями в Институте Макса Планка занимаются только гении, и боятся подавать заявки. Но это просто невероятно увлекательное исследование, которое доставляет удовольствие. И если вы уже испытали повседневную исследовательскую жизнь во время учебы, то впоследствии страх перед контактом будет намного меньше».
«Когда я начал изучать физику, 5-10% студентов были девушки. Сейчас все по-другому, и гендерное соотношение значительно улучшилось за последние годы, хотя есть еще много возможностей для улучшения. Соотношение 50/50 среди наших докторантов в Институте Макса Планка. Значительно больше женщин также присутствует и выступает с лекциями на международных конференциях. И это очень важно: мы, исследователи, должны показывать себя, задавать вопросы, читать лекции, вносить предложения. Многие замечательные женщины в науке должны, наконец, стать видимыми». Потому что видимые образцы для подражания побуждают девушек и молодых женщин также идти по пути исследований и не поддаваться предубеждениям. доктор Силке Бритцен подает хороший пример и резюмирует: «Времена для женщин никогда не были лучше, чтобы заняться наукой. Делает это!"
Weiterführende ссылки:
Подробнее о докторе Попробуйте Силке Бритцен.
На сайт коллаборации Event Horizon Telescope.
Хотите больше примеров для подражания? Нажмите здесь, чтобы открыть октябрьскую страницу героинь zdi.
Список используемой литературы:
Подбрегар, Надя (2019): Первое фото черной дыры. In: scinexx — журнал знаний, URL: https://www.scinexx.de/news/kosmos/das-erste-foto-eines-schwarzen-lochs/ (По состоянию на 13.10.2020).
