Le premier homme à voir le trou noir, grâce Supercomputer

Le tout premier trou noir des photos Mami sortent enfin, enfin laissez-nous comprendre que les trous noirs d'origine ne sont pas noirs, est le « rouge » (blague).

S'il vous plaît porter des lunettes pour voir une plus grande HD

Bien que le trou noir du premier corps réel est une photographie floue, anneau irrégulier, mais derrière cette image de la plupart des technologies de détection de pointe coagulé, le processus a duré plus de dix ans, passé de l'Afrique, l'Asie, l'Europe , Amérique du Nord et du Sud plus de 200 chercheurs, huit télescopes pour détecter l'observation de jour et de nuit, la cette dernière image peut également recevoir le prix Nobel.

Toutes les réalisations sont inséparables de la vision du télescope (EHT) est calculé et derrière.

Typiquement, chaque télescope sont gérées de manière indépendante, l'observation des corps célestes émettent des ondes radio faibles. Cependant, les trous noirs beaucoup plus petits dans l'univers que toutes les autres sources de radio, beaucoup plus sombre. Pour voir plus clairement, les astronomes ont besoin d'utiliser des longueurs d'onde très courtes - 1,3 mm - peut pénétrer dans le matériau entre le nuage et les trous noirs terre.

Photo shoot trous noirs aussi besoin de grossissement, ou « résolution angulaire », ce qui équivaut au texte sur le côté de la route dans un café parisien lisant le téléphone basé à New York. télescope réception avec la taille de la résolution angulaire du disque est augmentée. Cependant, même le plus grand radiotélescope de la Terre est loin d'être assez grand pour voir un trou noir.

Toutefois, lorsqu'une pluralité de radiotélescopes situés très loin de synchroniser et concentrée dans l'univers d'une seule source de lumière, ils peuvent être appelés très longues techniques d'interférométrie de base pour la mesure (VLBI) comme très grands plats de radio d'exploitation , la résolution angulaire de la combinaison d'un tel celui-ci peut être grandement améliorée.

Pour EHT est impliqué dans une combinaison de la lunette 8 devient grand comme une antenne radio et la terre virtuelle, l'objet peut être réduite à une résolution de 20 micro secondes d'arc. Par coïncidence, selon l'équation d'Einstein, qui est presque nécessaire d'observer une précision de trou noir.

5 avril 2017, tandis que l'expansion du trou noir observé par huit radiotélescope submillimétrique en Antarctique, Chili, Mexique, Etats-Unis et Hawaii, en Arizona, l'Espagne, l'utilisation de interférométrie à très longue base (VLBI) ces huit télescope construit super-télescope « virtuel » - télescope Horizon (EHT), EHT diamètre 13000 km, à peu près égale au diamètre de la terre.

Carte de répartition du télescope dans le monde, les points rouges représentent l'emplacement du télescope

Après forme EHT, le télescope a la capacité de « Prises de vues » dont seules les premières photos étape du trou noir, l'étape suivante après que la caméra est image « lavage ».

En fait, EHT aurait terminé l'image et traiter « développer les photos » jusqu'à deux ans.

Pourquoi « développer des photos » depuis si longtemps?

Parce que le traitement des données telles observations non seulement une méthode prête. Entre télescope d'erreur d'horloge multiple, le télescope lui-même aura une incidence sur l'état de la précision de l'observation avec des petits changements dans le temps et d'autres questions. D'autre part, « prendre des photos » cible trou noir lui-même est en train de changer, les scientifiques ont besoin d'explorer de nouvelles méthodes de « caméra » modèle calibré pour améliorer la qualité et la précision de l'image composite.

besoins de traitement des données à effectuer ajusté en permanence pour améliorer les résultats de la méthode de traitement arithmétique, couplé avec des quantités énormes de données, donc une utilisation de longue durée. Il est rapporté que, afin de traiter ces quantités massives de données, les scientifiques du MIT et d'autres institutions ont mis au point un nouvel algorithme pour accélérer l'analyse des données.

En astronomie radio, le télescope est détecté par l'onde radio, la fréquence de l'onde incidente enregistrée sous la forme de son amplitude et de la phase sous la forme de tensions mesurées. En observant le protagoniste de ce tournage --M87, chaque télescope a reçu flux de données sous forme de tension, exprimée sous forme numérique.

Chaque télescope a enregistré environ 1 PB (100 Wan Go) de données totale.

Après l'observation, les chercheurs ont observé chaque site emballé des piles de disque dur, et la livraison à l'Institut du Massachusetts de l'Observatoire et l'Institut Haystack Max Planck de radioastronomie en Allemagne. (Dans le cas où une telle grande quantité de données, la transmission de données électroniques express air plus rapide que d'utiliser un disque dur)

Les deux Observatoire (que) il y a une forte supercalculateur hautement spécialisé, un ordinateur capable de traiter deux flux de données.

Parce que chaque télescope est dans une position différente sur le disque virtuel EHT radio, il présente une vue de l'objet cible sera légèrement différente, où l'objectif est M87. Reçu par le télescope deux signaux de données séparés peuvent être codés semblable à un trou noir, mais le bruit chaque spécifique contenue dans chaque télescope.

corrélateur superordinateur pour chacune des données à partir de l'EHT de huit télescopes alignés. À titre de comparaison, d'éliminer le bruit en mathématiques, signal du capteur trou noir. Chaque horloge atomique de haute précision installé sur le télescope sera estampillé comme données d'entrée, ce qui permet aux analystes de correspondre au flux de données après le fait.

Par la suite, les chercheurs Observatoire Haystack et l'Institut Max Planck pour l'astronomie radio a commencé le processus ardu de « association » des données, en identifiant une série de questions de télescopes différents, résoudre le problème et exécutez à nouveau le corrélateur, jusqu'à ce que les données à travers une vérification stricte. Après cela, les données sont envoyées à quatre équipes indépendantes du monde cette tâche est d'utiliser la technologie indépendante générée par les données d'image.

Ce qui suit est des « images » à « développer les photos » du processus:

En 1915, la théorie de la relativité générale d'Einstein, les équations du champ d'Einstein sont donnés des générations futures bien connues.

En 1916, l'astronome allemand Karl Schwarzschild obtenu en calculant une solution sous vide des équations du champ de gravitation d'Einstein, montre que si un grand nombre d'espèces concentrées dans l'espace qui produiront autour phénomène étrange, à savoir l'existence d'une particule autour Interface - horizon des événements, une fois dans l'interface, même la lumière ne peut échapper, physicien américain John Wheeler aurait justement appelé le « trou noir ».

Depuis la première solution de Schwarzschild get trou noir, beaucoup de physiciens ont commencé à se plonger dans l'étude de ce « objets magiques » dans. Dans les années 1930, les États-Unis, « le père de la bombe atomique, » Oppenheimer a constaté que l'étoile dans certaines circonstances peut s'effondrer pour former un trou noir, ce point de vue a été confirmé au cours des dernières décennies dans le calcul numérique.

Avec le développement des techniques d'observation astronomique pour l'étude des corps célestes est clairement non seulement arrêter au niveau du calcul. Mais le problème est que le trou noir est différent des autres corps célestes, car même la lumière peut l'avaler, comment les trous noirs de l'humanité peut retrouver dans le vaste univers il?

Les scientifiques et peuvent agir sur des objets environnants, tels que par la mesure de disque d'accrétion de trou noir, le phénomène de jet, observé ou déduit indirectement des trous noirs. Lorsque la substance est avalée, il va tomber dans le trou noir près du centre et le long de la piste en spirale, formant ainsi un disque d'accrétion en forme de disque autour des trous noirs. Dans la gravité de trou noir, un matériau de disque d'accrétion interne tombe rapidement trou noir, le frottement entre le matériau est chauffé à un degré en milliards de haute température, de manière à émettre un rayonnement.

Black Hole « fumeur » lorsque les objets environnants matériau, une partie du gaz étant « consommés » seront injectés avant particules de haute énergie dans la direction de l'axe de rotation, qui est le courant de jet.

Par la suite, de plus en plus des trous noirs été observés, ont également prouvé une centaine d'années, la théorie générale de la relativité d'Einstein.

Par rapport trou noir rouge, les gens sont plus susceptibles de s'adapter à cette image de trou noir ci-dessous.

Cette photo astrophysicien américain Jean-Pierre Luminet dessiné en 1978, c'est la première image montre l'horizon d'événement trou noir.

Bien sûr, ce n'est pas une vraie photographie. Il a un fond mathématique de Luminet avec un ordinateur IBM7040 perforé dans les années 1960 pour la première fois pour simuler l'apparition d'un trou noir.

Après le retour de l'ordinateur les données, Luminet sans effort avec un trou noir dans le stylo et l'encre du papier enduit à la main de négatif. Ce flou de l'image (voir ci-dessus) montre que si nous sommes assez proches, loin du trou noir, la matière tombant dans le trou noir d'un disque plat pourrait ressembler. Il ne regarde pas à plat, à cause de la gravité forte trou noir fait courbure de la lumière ambiante se produit.

En 2014, le film de science-fiction feu « Interstellar » fait sur une carte de trou noir, car la description « scientifiquement exacte » du trou noir et acclamé par la critique, le film dépeint un trou noir est basé en grande partie Luminet décennies il y a la recherche.

Gargantua Film Black Hole "Interstellar" dans la

Maintenant, IBM7040 bien dans le musée, l'exploration humaine des trous noirs a longtemps entré dans un autre processus historique.

2015, a constaté que les ondes gravitationnelles afin que d'autres études de trous noirs.

En Janvier de cette année, publié dans « Physical Review Letters », les scientifiques ont publié le plus précis à ce jour des trous noirs fusionnent ordinateur fin du modèle.

L'image du trou noir à partir de la découverte de LIGO

La mise en place d'événement un énorme est très difficile à modéliser en heurtant les trous noirs, parce que quand les trous noirs entrent en collision les uns avec les autres à tout près de devenir, dans les deux quelques dernières secondes avant la fusion, leur vitesse et leur champ gravitationnel devient extrêmement, extrêmement mathématiques complexe qui ne peut être analysé à l'aide des méthodes d'analyse standard.

Les chercheurs Supercomputing California Institute of Technology, puis un nouveau algorithmes d'apprentissage machine pour apprendre du programme ou de la simulation, et finalement créer un modèle à partir de près de 900 simulations de fusion de trou noir, a passé 20.000 heures de calcul.

Maintenant, la puissance de calcul que la simulation d'énergie juste trou noir.

Le « développer des photos » de l'Institut Max Planck de radioastronomie en Allemagne, et ont fait une exploration plus de frontière - la prédiction de la structure à grande échelle des galaxies. Ils ont également trouvé un grand trou noir dans le centre de la galaxie empêche la formation d'étoiles.

niveau convergence galaxie processus a également gagné nouvelle découverte. La théorie a été longtemps spéculé pour être une petite galaxies se forment d'abord, puis recueillies au cours de milliards d'années dans des objets plus grands, sont regroupés la gravité. De nombreuses collisions se produisent entre les galaxies, les galaxies sont souvent perturbées tidally. Les étoiles ont alors ils courent sur une suite large piste entourant les grandes galaxies nouvellement formées, ce qui leur donne une lumière de fond faible (ci-dessous).

Les trous noirs, la simulation cosmique, toute cette puissance de calcul ne peuvent pas être séparés.

Cent quête plongé, maintenant la chance d'assister les premières images de trou noir sortent. Bien sûr, la mise hors encore plus mystérieux trou noir céleste « hijab », aujourd'hui seulement le premier pas vers l'avenir, nous aurions été sur la route.

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