Как увидеть чёрную дыру, не доверяя телескопам ✛
Представьте пазл, у которого потеряна коробка с картинкой, но зато каждый кусочек гарантированно не подделан. Примерно так астрономы восстанавливают изображения чёрных дыр: сигналы от сети радиотелескопов складывают в особые комбинации, которые не зависят от ошибок отдельных станций. Эти комбинации называют замкнутыми инвариантами — они как сумма углов треугольника, которая всегда 180 градусов, каким бы кривым ни был транспортир.
Проверка на реальных данных подтвердила: для блазара 3C279 алгоритм увидел три ярких сгустка, один из которых двигался с видимой скоростью в десять раз выше световой (это иллюзия от струи, летящей почти на нас). Для Центавра A получились две светящиеся кромки вдоль джета, и угол их расхождения совпал с результатами Event Horizon Telescope. Раньше такие изображения получала только одна коллаборация, и были сомнения: а не привносит ли обработка желаемое? Теперь есть независимый свидетель, обученный на земных картинках, но разглядевший космические струи.
Замкнутые инварианты использовались ещё в 1960-х для открытия двойной структуры радиогалактики Лебедь A без точной калибровки антенн. В данной работе алгоритм обучен на фотографиях кошек и самолётов из набора CIFAR-10, но всё равно восстанавливает астрофизические джеты.
В романе Карла Сагана «Контакт» героиня использует интерферометрию для обнаружения внеземного сигнала; здесь похожий принцип применяется для визуализации чёрных дыр. В фильме «Интерстеллар» изображение Гаргантюа было создано с помощью симуляций, а не реальных наблюдений — GenDIReCT приближает нас к получению подобных картин из данных.