Невидимі, чорні і надзвичайно привабливі - чорні діри є однією з найбільших таємниць Всесвіту і кидають виклик нашій уяві. лікар Силке Брітцен з Інституту радіоастрономії Макса Планка в Бонні досліджує таємничі об’єкти у Всесвіті майже двадцять років. І відіграло важливу роль у науковій сенсації останніх років: перше зображення чорної діри. У zdi-Heldinnen-October вона хоче заразити дівчат і молодих жінок своїм ентузіазмом до науки.
Ви говорите Dr. Сілке Брітцен у своїй галузі досліджень, її очі починають світитися: «Чорні діри — це предмет дослідження, який мене абсолютно захоплює. На мою думку, чорні діри — одне з найвражаючих передбачень теорії відносності Альберта Ейнштейна». З ентузіазмом і захопленням вчений починає говорити про невидимі об’єкти, які ковтають все, що до них наближається. Компактний і надмасивний, невидимий, але вагою до мільярдів сонячних мас.

Чорні діри – це справді об’єкти, які показують вам, наскільки крихітний ваш світ. Думка, яка хвилювала Сілке Брітцен з дитинства: «Я був зачарований Всесвітом із самого раннього дитинства. Ще в дитинстві я мав естетичний ентузіазм до зоряного неба. Пізніше виникли такі запитання: ми живемо тут, у маленькому космічному кораблі, у великому космосі, і там є набагато більше, як ви можете це вивчати? Як взагалі виник Всесвіт? І чому? Як це можна пояснити? Я думаю, що це питання, які хвилюють багатьох людей. І ці питання також були тим, що мене рухало».
Страх повторення: шлях Сілке Брітцен у дослідження
Її бажання мати можливість спостерігати за допомогою радіотелескопа Інституту Макса Планка в Бонні призвело до того, що Брітцен вирішила вивчати астрономію, а не мистецтво. У 1986 році вона вступила на факультет фізики, астрономії та математики в Рейнський університет Фрідріха-Вільгельма в Бонні. «Малярство було б моїм планом Б. Якби це не вийшло з астрономією, я б вивчала мистецтво». Після успішного завершення навчання Брітцен написала як диплом, так і докторську дисертацію в тому ж відомому Інституті радіоастрономії Макса Планка в Бонні. З її невгамовною жагою знань Брітцен призначена бути дослідником: «Я справді боялася робити те саме все життя. Моє бажання продовжувати вчитися, знаходити та вивчати нові речі». Тим не менш, вона залишилася вірною образотворчим мистецтвам і малює неповний робочий день – не тільки, а й зірки. Вона хоче загострити погляд – за красу природи на землі та у космосі. Брітцен постійно займається дослідженнями в Інституті Макса Планка в Бонні з 2003 року, і її бажання мати можливість спостерігати за допомогою радіотелескопа – до речі, одного з двох найбільших повністю мобільних радіотелескопів у світі – стало реальністю. Сьогодні Брітцен спостерігає за далекими галактиками за допомогою цього радіотелескопа. Точніше: безпосереднє сусідство з надмасивними чорними дірами, наприклад, у центрі еліптичної галактики M87.

Зірки, комети або світло - чорні діри ковтають все, що підходить занадто близько
Альберт Ейнштейн опублікував свою «Загальну теорію відносності» більше 100 років тому. Із інноваційних гравітаційних рівнянь теорії Ейнштейна можна зробити висновок про існування об’єктів у Всесвіті, сила тяжіння яких настільки величезна, що все, що надто близько підходить до цих об’єктів, зникає всередині них і більше ніколи не буде видно.
Ці об’єкти охрестили «чорними дірами», оскільки «зсередини чорних дір не виходить жодна інформація, навіть світло. Ці об’єкти справді темні», – пояснює Брітцен. Оскільки чорні діри навіть ковтають власне світло, вони невидимі.
Але якщо ніхто ніколи не бачив чорну діру, то де впевненість, що ці об’єкти існують?
Початок нової ери: перша фотографія чорної діри
До квітня 2019 року чорні діри були переважно теоретичним поняттям. Потім було створено Event Horizon Telescope Collaboration (EHT), об’єднання з понад 200 вчених з усього світу, у тому числі доктора. Silke Britzen, здійснив, здавалося б, неможливе. Вони не тільки представили тінь чорної діри, але й підтримали загальну теорію відносності Ейнштейна. Для цього дослідники використали трюк: вони з’єднали вісім найпотужніших радіотелескопів у світі і таким чином змоделювали гігантський телескоп з величезною роздільною здатністю. «Уявіть, що ви сидите в Берліні і читаєте газету в Нью-Йорку. Ми тут маємо справу з такою резолюцією», – каже Брітцен.
Вчені використовують два явища як підказки для визначення місця розташування чорної діри: з одного боку, речовина значно нагрівається, як тільки її всмоктують у чорну діру, і починає випромінювати. Якщо пощастить, дослідники зможуть побачити це світіння через радіотелескопи. Крім того, під час цього «процесу живлення», як Брітцен називає надзвичайне притягнення чорних дір, створюються так звані струмені: «Це струмені плазми, які викидаються назовні. Реактивні літаки M87 чудово підходять для вивчення за допомогою радіотелескопів. Щоразу, коли ми бачили такі реактивні літаки, ми стежили за ними до центру M87, де розташована чорна діра».

Минулого року погоня, що тривала десятиліття, нарешті принесла свої плоди, і Брітцен і команда EHT зуміли зробити першу фотографію чорної діри — новаторське досягнення. «Спочатку я подумав, що роблю щось не так. Це був неймовірний момент у моїй власній роботі. Нам насправді вдалося зобразити тінь від чорної діри!» На фото видно помаранчеве кільце, що світиться навколо чорної круглої області всередині – спалювача речовина, що оточує чорну діру в центрі M87. Результати дослідження будуть представлені одночасно у квітні 2019 року на шести міжнародних прес-конференціях. За словами комісара ЄС з досліджень Карлоса Моедаса, цей запис є віхою в астрономії та проривом для всього людства (Podbregar 2019).
Найтемніша таємниця Всесвіту
Хтось подумає, що після такого успіху жагу до знань треба втамувати. Не так з Silke Britzen. Вона продовжує досліджувати ті об'єкти, які виходять за межі нашої уяви, з амбітною метою: «Я хотіла б знати, як можна повністю описати чорні діри і які фізичні сили діють всередині». Бо те, що відбувається всередині чорних дір, абсолютно невідомо. і являє собою одну з найбільших таємниць науки. Те, що збентежує деяких дослідників, особливо приваблює Брітцена, оскільки дослідження чорних дір ухиляються від відомих нам законів природи: «Це неймовірний потяг до роботи з темним об’єктом, який ви можете» т розглядати. У дослідженні чорних дір є обмеження, яке накладає на нас фізика. І тому я щодня задаю собі питання: чи це справді межа? Або є прогалина в теорії? Невже ми не можемо якось дізнатися більше?" Наскільки важливими є дослідження Брітцен та її колег, стає очевидним не пізніше жовтня 2020 року, коли троє вчених були нагороджені найважливішою фізичною нагородою у світі за дослідження чорних дір: Нобелівською ціною. для фізики. Сілке Брітцен з ентузіазмом: «Немає сумніву, що чорні діри є захоплюючими та важливими об’єктами дослідження. Але така Нобелівська премія – це щось інше і надає дослідницькій сфері ще більше уваги та підтвердження. Щиро вітаю колег!» Серед лауреатів: Андреа Гез, науковий співробітник Britzen. Гез стала четвертою жінкою, яка коли-небудь отримала Нобелівську премію з фізики. Після Донни Стрікленд лише через два роки жінка знову виявляється в центрі наукової діяльності і стає помітною. Сілке Брітцен погоджується, що це стабільно позитивний розвиток подій: «Цього року Нобелівську премію з фізики отримали не лише Андреа Гез, Еммануель Шарпантьє та Дженніфер Дудна також отримали Нобелівську премію з хімії. Той факт, що кількість жінок-лауреаток збільшується, також був дуже позитивно сприйнятий поза наукою. Я думаю, що сигнал про те, що жінки проводять дослідження, які заслуговують на Нобелівську премію, надзвичайно важливий. Я сподіваюся, що це заохочує молодих жінок, які захоплюються наукою, і надає їм імпульс».
Ніколи не було кращих часів, щоб жінки вступали в науку
Брітцен передає свої величезні астрономічні знання як викладач у Гейдельберзькому університеті. Її мета – зацікавити молодих студентів MINT науковими дослідженнями. І щоб позбутися страху студентів перед науково-дослідними інститутами: «Багато студентів з великою повагою ставляться до науки, — каже Брітцен. «Вони думають, що лише генії проводять дослідження в Інституті Макса Планка і бояться подавати заявку. Але це просто неймовірно захоплююче дослідження, яке приносить задоволення. І якщо ви вже відчуваєте повсякденне життя досліджень під час навчання, то страх перед контактом набагато менше пізніше».

«Коли я почала вивчати фізику, 5-10% студентів були жінки. Зараз все по-іншому, і співвідношення статей значно покращилося за останні роки, навіть якщо є ще багато можливостей для покращення. Співвідношення 50/50 серед наших докторантів Інституту Макса Планка. Значно більше жінок також присутні і читають лекції на міжнародних конференціях. І це дуже важливо: ми, дослідники, повинні показати себе, задавати питання, читати лекції, подавати пропозиції. Багато чудових жінок у науці повинні нарешті стати видимими». Тому що видимі приклади для наслідування заохочують дівчат і молодих жінок також йти шляхом досліджень і не відлякувати їх упередженнями. лікар Сілке Брітцен подає хороший приклад і підсумовує його: «Часи ніколи не були кращими для жінок, щоб вступити в науку. Вдається!"
Weiterführende посилання:
Детальніше про dr Відчуйте себе Silke Britzen.
На веб-сайт співпраці Event Horizon Telescope.
Чи хотіли б ви більше зразків для наслідування? Клацніть тут, щоб переглянути сторінку жовтневих героїнь zdi.
Бібліографія:
Podbregar, Nadja (2019): Перша фотографія чорної діри. In: scinexx – журнал знань, URL: https://www.scinexx.de/news/kosmos/das-erste-foto-eines-schwarzen-lochs/ (Переглянуто 13.10.2020).