ブラックホールの写真をどうやって撮るのか？

ブラックホールの写真をどうやって撮るのか？

ブラックホールは、宇宙で最も異質で捉えどころのない天体の一つです。光さえもその強力な重力から逃れられないのに、その写真を撮ることは想像もつかないように思えます。しかし、ブラックホールの画像、より正確にはその影の画像は、理論だけでは提供できない洞察を、予測を検証する際に提供する可能性があります。では、それはどのようにして可能になるのでしょうか？

ハーバード大学の天体物理学者シェップ・ドーレマン氏と250人の研究者からなるチームは、世界中の電波望遠鏡群を連携させることで、この驚くべき偉業を達成しました。このネットワークはイベント・ホライズン・テレスコープ（EHT）と呼ばれ、約5500万光年離れたM87銀河の超大質量ブラックホールと、私たちの銀河の中心にあるブラックホールの初の画像を生成しました。このエピソードでは、ドーレマン氏が共同ホストのジャナ・レヴィン氏に、地球をブラックホールを見ることのできる望遠鏡に変えた方法、それを達成するために必要だった科学と協力の信じられないほどのレベル、画像がこれらの異質な天体に関する私たちの理解をどのように深めたか、そしてブラックホールの動画が2030年代初頭までに可能になるかもしれない方法について語ります。

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トランスクリプト

ジャナ・レヴィン: OK。私はジャナ・レヴィンです。

スティーブ・ストロガッツ: そして私はスティーブ・ストロガッツです。

レヴィン: そして、これが『The Joy of Why』です。

ストロガッツ: Quanta Magazineがお届けするポッドキャストで、私たちは今日、数学と科学における最大の未解決の疑問のいくつかに迫ります。

レヴィン: 今回のエピソードへようこそ。

ストロガッツ: お会いできて嬉しいです。

レヴィン: お会いできて嬉しいです。私はこのエピソードにとても興奮しています。隠すことはできません。私たちは、私が人生の多くの時間を費やしてきた分野であるブラックホール――最も偉大で、最も奇妙なトピック――について話すだけでなく、古い友人と話す機会を得ました。だから、楽しいエピソードになると思います。

ストロガッツ: 聞くのが本当に楽しみです。あなたはいつもブラックホールに特別な愛情を抱いていたことを知っています。以前にもこの番組であなたにインタビューしたことがあります。

レヴィン: その通りです。

ストロガッツ: そしてあなたはブラックホールについて私の心を何度も打ち砕きました。

レヴィン: ええ、彼らはある種の擁護を必要とします。彼らは悪い評判を得ていますが、それは必ずしも正当なものではありません。

ストロガッツ: 悪い評判とは何ですか？彼らが物を食べるからですか？

レヴィン: ええ。ご存知のように、ブラックホールについては常にモンスターのような言葉が使われています。彼らは…しかし実際には、ブラックホールは驚くほどエレガントで、クリーンで、シンプルなシステムなのです。あなたが彼らをそっとしておけば、彼らもあなたをそっとしておきます。彼らはその質量にしては実際にはかなり小さいのです。それが彼らの全体的な印象です。彼らはその質量にしては実際には小さいのです。

そして、宇宙で最も暗い現象であるにもかかわらず、観測可能な世界の端で最も明るい光となる方法を見つけ出すのです。

ストロガッツ: すごい。

レヴィン: だから、彼らは本当に素晴らしいです。また、私は彼らが他のどんな巨視的な天体よりも、物理学の根幹をなすものだと考えています。

ストロガッツ: うーん。私がブラックホールについて考えるとき、私は時々時空への影響に焦点を当てがちです。特異点を引き起こすことなどです。常に私を惹きつけるのはその幾何学です。しかし、それはブラックホールを考える唯一の方法ではありません。彼らは本当に天体です。現実のプレイヤーです。

レヴィン: ええ。人々が実際にそれらが宇宙に存在し、間接的に検出できるというスリルを乗り越えた後、彼らは宇宙の主要なプレイヤーではないと感じていました。「まあ、そこにいくつかのブラックホールがあるだけだ」と。

全く逆で、私は彼らが私たちの歴史と過去を形作ってきたと理解するようになりました。彼らは銀河の形と大きさを決定し、生命が存在可能な領域がどこにあるかを決定する上で、非常に調節的で重要な役割を果たしています。そして最終的には、私たちは最終的にブラックホールに落ちる運命にあるのです。だから、彼らは私たちの過去であり、私たちの未来でもあるのです。

しかし、私たちがこれまでブラックホールの写真を撮ったことがなかったというのは、人々を驚かせるかもしれません。私たちの証拠はすべて間接的なものでした。約10年前まで、そしてそのグループは10年以上、一部の人々は20年近く、ブラックホールの最初の写真を捉えようと取り組んでいました。

ストロガッツ: へえ。すごい。

レヴィン: それは、私たちのゲストであるシェップ・ドーレマン氏が率いる、とてつもない偉業でした。それでは、シェップについてお話ししましょう。シェップはハーバード大学の上級研究員、ハーバード大学ブラックホールイニシアチブの副所長であり、スミソニアン天体物理学観測所の天体物理学者でもあります。

そして彼は、人類がこれまでブラックホールの最初の、そして唯一の画像を取得した観測所のネットワークであるイベント・ホライズン・テレスコープ・コンソーシアムの創設ディレクターでした。

ストロガッツ: うーん。これは科学の最高の議論になりそうですね。

レヴィン: ええ、壮大な物語です。シェップ自身の言葉を聞きましょう。

[音楽が流れる]

レヴィン: シェップ、The Joy of Whyへようこそ。

シェップ・ドーレマン: ここに来られて嬉しいです、ジャナ。

レヴィン: 番組にお招きできて光栄です。ブラックホールへの道だけでなく、宇宙について考えるという考え方全体への道筋を覚えているか、本当に興味があります。

ドーレマン: わあ。ええと、誰もがいつか天文学に恋をするものです。誰であっても、天文学に恋をするでしょう。夜空を見上げるにしても、夏のキャンプで、あるいは流星を見るにしても、私にとっては皆既日食を見ることでした。私は13歳で、1980年でした。両親は私をオレゴン州の砂漠の真ん中に連れて行ってくれました。最初は、雲が流れてきて皆既食が見えないと思っていましたが、その後雲が晴れて、信じられないような日食を見ました。それは本当に素晴らしかったです。

レヴィン: その瞬間、「これが一生私がやる仕事だ」と思いましたか？それとも、記憶が戻ってきて物語を再構築するのですか？

ドーレマン: それは素晴らしい質問です。ほとんどの場合、戻ってくるだけだと思います。人生はそんなに直線的ではありません。しかし、これらの巨大な天体が動き、完璧に整列して、通常は隠されているもの、例えば太陽のコロナを見せてくれるという考えは、私にとって衝撃的でした。つまり、そうである必要はなかったのです。月の視直径は太陽と同じではないので、それらが互いを完全に遮断します。しかし、これらの偶然は時々、自然への特別な視点を与えてくれます。

レヴィン: ええ。私は、私たちが星空、科学で最も古い楽器に触発されているという考えが大好きです。そして、それは私たち全員が共有しているものです。

ええと、私たちは告白をしなければならないと思います。なぜなら、私たちは長い間お互いを知っているからです。MITの大学院の最初の週に出会ったような気がします。クッキーテーブルの上でだったと思います。

ドーレマン: そうだと思います。

レヴィン: あなたは大学院時代、いつもクレイジーなアイデアを試していたのを覚えています。あなたは問題を探求する創造的な好奇心の塊でした。ブラックホールの肖像画を追求するというアイデアにどのようにたどり着いたのか、まず少し教えてください。

ドーレマン: ブラックホールの肖像画、その言葉が好きです。高校を早く卒業しました。15歳でした。大学に行き、その後はかなり燃え尽きていました。そして、「南極に行って、そこでたくさんの実験をしよう」という広告を見ました。そして、「それは私のためのものだ」と言いました。そのポジションの面接を受け、どういうわけか彼らはこの19歳の少年にそれを任せました。彼らは宇宙線実験、航空測光実験、電磁実験の世話をするために、そこに暖かい体が必要だったのです。そして、困難な状況での実験研究の経験を本当に味わいました。それが大好きでした。そして、1988年にあなたに出会ったMITに戻りました。

レヴィン: ああ、年を言う必要はありませんでしたよ、あなた。それは不必要でした [笑い]。

ドーレマン: 知っています、地球が冷えていた頃です。しかし、私は少しさまよいました。そこでX線グループで始め、その後神経科学で生物物理学を少し研究しました。そして、地球を望遠鏡に変えるというアイデアを紹介され、ブラックホールを画像化するために使用するこの実験に出会いました。それはすぐに私を引きつけました。

レヴィン: ええ。このプロジェクトについて話しますが、あなたが大学院にいたとき、ブラックホールの科学的な状況はどうでしたか？検出されていましたか？誰もがそれらが実際の天体現象であると信じていましたか？

ドーレマン: ブラックホールが存在するという感覚、またはそれらの強い証拠がありました。そしてもちろん、ブラックホールには2つの種類があります。恒星質量ブラックホールは、星の死の間に形成されます。星が超新星爆発を起こすと、外側の殻が吹き飛び、内部の部分が崩壊し、星が十分に質量があればブラックホールになり、そのブラックホールは太陽質量の数十倍になる可能性があります。

しかし、銀河の中心に住むこれらの巨大な、超大質量ブラックホールもあります。銀河には多くの恒星質量ブラックホールが存在する可能性がありますが、通常、どの銀河の中心にも超大質量ブラックホールは1つか2つしかありません。

そして、恒星質量ブラックホールについては、人々はX線連星を目にし、これらの恒星サイズのソースからの非常に速いX線や電波の変動を見ていました。そしてすべてが、ブラックホールが別の星を食べているという考えに合致していました。それがX線連星です。

レヴィン: そしてそれは、はくちょう座X-1、はくちょう座の方向にある最初のX線天体でしたね？

ドーレマン: まさに、そのようなソースでした。そして、電波観測者たちは主に非常に高解像度の画像を見ていましたが、それは非常に困惑するものでした。光学では、銀河は星からの多くの光を放つ普通の銀河のように見えました。

しかし、電波で見ると、銀河の中心に向かう、反対方向に伸びる物質のジェットが見えました。それは何が原因だったのでしょうか？

そして、人々が持っていた最良の考えは、ブラックホールの北極と南極から光速に近い速度で物質を噴出させている回転する超大質量ブラックホールであり、それが銀河全体を貫通しているというものでした。

したがって、2つの完全に異なる調査ラインから、X線から疑われた1種類のブラックホールと、主に電波によって疑われた別の種類がありました。

レヴィン: だから、人々はそれらがブラックホールでなければならないと理論化し始めていたにもかかわらず、誰もブラックホールの写真を撮っていませんでした。70年代、80年代、90年代、2000年代でも。宇宙の魅力的な住人、星の終末状態としてそれらについて話していたので、人々にとっては驚きだったと思います。しかし、技術的には直接見たことがなかったのです。肖像画を描いたこともありませんでした。そして、それはまさにあなたが多くの意味で成し遂げようとしたことでした。

ドーレマン: ええ。最も簡単な言い方は、「見ることは信じること」ということです。つまり、何かを理論化することはできますが、実際に見ることは、そうでなければ得られない現実を物事に与えます。そして、いくつかの本当に重要な署名もありました。ただ見るだけではありませんでした。それを測定することでした。そのものの測定は、その現実への信頼を与えるだけでなく、予測をテストすることもできます。

だから1915年にアインシュタインが一般相対性理論を提唱したとき、それはブラックホールの周りの時空を支配する理論でした。そしてその翌年、シュワルツシルトは第一次世界大戦の塹壕でそれを解きました。これはよく知られた話です。その解の結論に行くと、ブラックホールの周りに光のリングが見えることが明らかになりました。

もし大量のガスがブラックホールに引き寄せられ、それを小さな体積に閉じ込めるために数十億度まで加熱され、光を放出するとしたら。その光はブラックホールの重力によって曲げられます。そして、ブラックホールを見るどの方向からでも、光のリングが見えるでしょう。基本的に、ブラックホールの後ろからの放射がリング状にレンズ効果を受けているのです。そして、そのリングのサイズはアインシュタインの等式から導き出すことができます。

だから私たちは、もし写真を撮ることができれば、このリングを見ることができれば、ブラックホールの質量を測定できると理論化しました。しかし、リング自体も超大質量ブラックホールの存在の最良の証拠になるでしょう。だから、私たちはコーヒーテーブルの本だけを求めていたわけではありません。私たちは宇宙の根本的な性質の実際の測定を求めていました。

レヴィン: さて、人々が地球を望遠鏡に変える、あるいは世界サイズの望遠鏡に変えるという考えを聞くと、それはとてもクレイジーな気まぐれのように聞こえます。なぜそれが実行可能だと考えたのですか？それは簡単な偉業ではありませんでした。

ドーレマン: ええ。さて、地球を望遠鏡に変えるという考えは、1960年代からずっとありました。そして鍵は、望遠鏡の角分解能、つまり空の物体を拡大する能力が、観測する光の波長、λ、望遠鏡のサイズで割ったものに比例することです。

だから、空の非常に小さな物体を見たいなら、光の波長を短くするか、望遠鏡のサイズを大きくする必要があります。だから、山頂に巨大なガラスの塊、巨大な光学望遠鏡がよく見られますが、それらは理由があって大きいのです。光をたくさん集めるだけでなく、大きいほど小さな物体を見ることができます。

レヴィン: 分解能が向上します。

ドーレマン: 分解能が向上します、まさに。そして、非常に小さい物体がいくつかあります。ブラックホールはアインシュタインの重力理論によって予測される最も小さな物体です。それを見るには非常に大きな望遠鏡、非常に細かい角分解能が必要であり、地球を望遠鏡に変えるという考えを最大限に推し進める必要があります。

これまで使用されたことのない波長で運用する必要があるのは、必要な角分解能を得るために、より小さく、より小さい波長に本当に移行する必要があるからです。そして、その技術を絶対的な限界まで押し上げるのに20年かかりました。

レヴィン: ええ。だから、いくつかあります。一つは、多くの人がブラックホールは小さいと聞いて驚くことです。彼らは巨大だと想像しています。それを説明してもらえますか？なぜそれらは非常に重いにもかかわらず、空間的には非常に小さいのですか？

ドーレマン: ええ。簡単に言うと、ブラックホールは、十分な物質を十分に小さな体積に閉じ込めたときに、重力が暴走し、物質が無限の密度を持つ一点に壊滅的な重力崩壊を起こすことです。そしてあなたは、「なるほど、それはかなり小さい」と思うかもしれませんが、その周りには事象の地平面と呼ばれる膜があり、そこでは重力が非常に強く、光も逃げられないのです。だから、それは私たちが自分自身を観測できる空間の領域を本当に定義します。

そして、天体物理学的なブラックホールは目に見えないわけではありません。なぜなら、あなたは自分自身に「まあ、見ることができないなら」と思うでしょう。なぜなら、その周りに事象の地平面があるからです。しかし、それらはガスや塵、想像できるあらゆるものを引き寄せます。そして、あなたはそれらすべてを非常に、非常に小さな空間に詰め込んでいるので、それは加熱されます。そして、それ自身の重力のパラドックスとして、これらのブラックホールは非常に明るく輝くことができます。

そして、銀河の中心にある、私たちの太陽の何百万倍もの重さを持つブラックホールを手に入れると、その銀河のすべての星の合計光量よりも明るくなる可能性があります。だから、あなたはこれらの非常に小さな物体を見ますが、それらは非常に明るいことができます。

レヴィン: では、それが予測されていなかった、期待されていなかった場合、それがブラックホールであるとどうやって推測したのですか？

ドーレマン: ええ、その多くは変動のタイムスケールでした。なぜなら、それはあなたが何を見ているかの規模を示してくれるからです。だから、天文学では通常、あるタイムスケールで変動しているものを見ると、「まあ、光速より速く動くことができると思う」と言うだけです。そして、これはその物体がどれくらいの大きさになり得るかについてのアイデアを与えてくれます。

そして、その光度に対して、これらの変動を引き起こしているものよりも大きいものが存在すると考えるのは非常に困難でした。そして、出てくるエネルギーの量は、それが重力井戸に落ちることと関連しており、エネルギーが解放されていました。それが人々が持っていたもう一つの手がかりでした。だから、あなたが言うように、私たちがブラックホールと見ているものをモデル化するための間接的な方法があり、ブラックホールが最もよく適合しました。

超大質量ブラックホールについては、人々はこれらのジェットから放出されるエネルギーを見ることができ、実際に私たちが考えられる唯一のメカニズムは、ブラックホール自体の歪んだ時空の中でねじれる磁場でした。そして、卵の泡立て器がねじれるように、それらはこれらの荷電粒子を光速近くで振り払います。そして、観測は非常に極端だったので、実際に適合する唯一のモデルでした。そして奇跡的に、角分解能が向上するにつれて、ジェットを銀河の中心までたどると、ジェットは常にそのように見えました。

それはこのモデルを壊しませんでした。ジェットがどんどん近づいてくるのを見続け、それを引き起こしているものを見なければならないという狂った考えがありました。

レヴィン: では、星の終末状態、つまりはくちょう座X-1のような信号を生成していた天体の種類を区別しましょう。2つの星系が一緒に生まれ、死んだのです。1つはブラックホールになり、もう1つは下降し始めます。それは共食いされます。それはこれらのX線、これらのジェットを生成します。これらの超大質量ブラックホールは、当時は準星天体またはクエーサーと呼んでいましたね？これらの超大質量ブラックホールがどこから来たのか、あるいはそれらが非常に普及していて、宇宙全体に浸透していたのかは理解されていませんでした。つまり、それらは一般的だったというのは驚きでしたね？それらはおそらくすべての銀河に存在するということです。

ドーレマン: ええ。これには多くの異なる証拠があります。確かに、電波で明るく、私たちがブラックホールの写真を撮るために行ったような干渉測定ができる銀河については。そこでは、これらの物質のジェットが見え、それらは私たちが目にする銀河の約10％を占めます。他の銀河については、中心に近づくにつれて劇的に増加する恒星集団のカスプが見られ、そこに超大質量ブラックホールが存在する可能性があると推測できます。

そして今では、より良い分解能とより良い望遠鏡で、これらの銀河の中心から数光年以内の恒星の統計的速度を見てきました。そして今では、すべての銀河がその中心にこれらの超大質量ブラックホールを持っているように見えることが明らかになりました。

そして、なぜ一部が電波で明るく、一部が電波で放射し、一部がそうでないのかは、おそらくあなたがそれらを見ている方向と関係があります。それはまた、その銀河の寿命の進化的な瞬間とも関係があります。一部は時々電波で明るく、一部は他の時ではありません。だから、私たちは宇宙の時間の銀河の動物園のような、その大きな多様性を見ており、一部の銀河が私たちが見ることができる非常に明るい電波構造を本当に示しているのは幸運です。

そして、それが電波干渉測定の分野を推進したのです。私たちは、たとえば1万倍も以前の画像よりも優れた画像を作成する必要がありました。そして、干渉測定の魔法は、たとえばチリにあるブラックホールからの電波を検出でき、原子時計でタイムスタンプを付けることができることです。これにより、これらの電波の波の山と谷がすべて入ってくるのを見ることができます。そして、たとえばハワイでも同じことができます。そして、それらの波形を一緒に持ち寄って、あたかも1つの巨大な望遠鏡で受信されたかのように比較できます。そして、それらは一貫性があるでしょう。互いに再生できます。波の山と谷を合わせることができます。これが、地球を望遠鏡に変えることを可能にする秘密です。

レヴィン: だから、これはあなたが非常に長基線干渉測定または一般的に干渉測定と言うときに意味することです。あなたは地球上のこれらの望遠鏡を接続することについて話しています。さて、この仕事が想像、構想、実行において本当に何十年もかかっています。しかし、イベント・ホライズン・テレスコープは、プロジェクトとしていつ正式に設立されたのですか？

ドーレマン: ええと、それは場合によります。私は1995年に論文を書き、この技術をブラックホール画像化にはまだ十分ではない波長まで押し上げました。だから、私たちはどこに向かっているのかについてかなり良い考えを持っていました。そして、私たちは1998年頃に真剣に考え始めました。私たちは、ガスや塵をすべて透過できるほど高い230ギガヘルツのような最先端の周波数までそれを押し上げる実験を始めました。

2008年には、銀河中心で事象の地平面スケールの構造を発見しました。そしてその後、私は少数の同僚と共に2010年の10年レビューのために論文を書き、今後10年間でイベント・ホライズン・テレスコープを構築すると述べました。だから、その頃から私が始めたと思っています。実際のイベント・ホライズン・テレスコープは2016年に組織として形成され、私はその創設ディレクターでした。

レヴィン: では、元々望遠鏡はどこにあったのですか？

ドーレマン: ええと、そうですね。南極には2つの望遠鏡がチリに、メキシコに1つ、ハワイに2つ、アリゾナに1つ（現在はアリゾナに2つ）、スペインに1つ、フランスに1つありました。それで十分でした。

レヴィン: このプロジェクトの興味深い点は、これらの望遠鏡はすべて存在していたことです。アイデアは、他の目的で使用されていた既存の望遠鏡を使用することでした。衛星を構築してゼロから始めるのとは全く同じアイデアではありません。

これらの異なる天文台から連合を構築しようとするアイデアは、どのように受け止められましたか？そして、それは本当に国際的な協力です。何百人もの人々が関わっています。

ドーレマン: こう言いましょう。私のグループでは、望遠鏡が情報を記録できるようにする機器の開発に多くの時間を費やしました。その情報は、他の望遠鏡で作られた記録と比較できます。これがグローバルスケールでの干渉測定の仕組みです。

しかし、これはこれらの望遠鏡が行っていたことではありませんでした。そのため、私たちはこれらの望遠鏡を説得して、機器を持ち込み、ボルトで固定し、場合によっては非常に、非常に敏感な機器の一部を扱って、望遠鏡が設計されていなかった方法で運用し、これらのディスクに入ったデータをすべて持ち去り、数ヶ月後に何が起こったかを伝える必要がありました。

そしてそれが重要なことです。なぜなら、私たちはこれらの望遠鏡で観測時間を得る必要があり、これが価値のあるプロジェクトであると彼らを説得する必要があったからです。そして、私たちは十分な先行観測を行い、銀河系の中心にあるブラックホール、私たちの銀河系の中心にある400万太陽質量ブラックホールの事象の地平面スケールの構造を検出しました。それを検出したので、彼らは私たちに耳を傾けていましたが、私たちがそれをやり遂げることができるかどうかについてはまだ懐疑的でした。そして、それは多くのなだめ、多くの説得、多くの観測時間の申請でした。しかし、私たちは慎重で、常に結果を出しました。そして人々は、あなたが本当にそれをやり遂げるかもしれないと気づき始めました。そして、彼らは私たちを受け入れてくれました。彼らは私たちに天文台の鍵を渡しました…

レヴィン: うーん。

ドーレマン: …「真夜中までに返してください」というようなものです。

レヴィン: ええ。原子時計のアイデアに戻りたいのですが、これらの原子時計は非常に正確なので、宇宙の年齢にわたって数秒を失うのですか？

ドーレマン: ええと、いいえ、それほど良くはありません。そして私は宇宙の年齢のほとんどの間生きてきたので、知っています。だから、ええ、だから重要なことは、イベント・ホライズン・テレスコープのサイトのいずれかで電波を記録するとき、信号がジッターしないようにする必要があるということです。

安定していなければ、別の信号があったときに、それらが正しい方法で整列しません。

そして、時計が不完全であるために信号がジッターしている場合、地球の異なる部分からのこれらの波形を整列させることは決してできません。

だから、超安定した時計が必要です。私たちは水素メーザー時計を使用しており、これらは約1000万年に1秒程度失いますが、それがすべてを安定させるために必要な安定性です。

レヴィン: なるほど。

ドーレマン: メキシコの大型ミリ波望遠鏡にいたとき、彼らがらせん階段の中央部分にこれらの原子時計を巻き上げているのを見ていたのを覚えています。そして、15,000フィートの高さで、この精密時計が巻き上げられて設置されるのを見ている自分が何をしているのか不思議に思いました。

そして、それは特定の温度である必要があったので、木製の囲いに入れました。そして、内部の電球を使って、ちょうど良い温度に加熱しました。だから、山の頂上にいると、この原子時計をどうやって包んでおくかについて、非常に想像力豊かになります。

レヴィン: ええ。そして、自然が従うことをまだ必要としています。なぜなら、天候があなたの味方になる必要があるからです。望遠鏡に雪が積もっていてはいけません。ポイントを合わせようとしているときに凍結してはいけません。だから、観測を行う際には、本当に多くのことが関係しています。

ドーレマン: ええと、だから、観測を開始する前の毎晩、すべての場所で天候が良いことを確認する必要があります。

レヴィン: さて、これらの機器をすべて接続していて、これらの信じられないほど正確な原子時計を持っていて、波の山を合わせているとき、あなたは今、これらの物体に一つ大きな目で捉え、特定の方向を見て、特定の物体に焦点を当てています。どのくらいの分解能が得られましたか？

ドーレマン: 例えば、私たちの銀河系の中心にある超大質量ブラックホールは、太陽の400万倍の質量です。銀河中心の距離、約27,000光年で、事象の地平面全体が約50マイクロ秒角をなめます。

それは信じられないほど小さいです。それは、ニューヨーク市にいて、友人がロサンゼルスでクォーターを持っているようなものです。そのクォーターの年号を読むことができます。あるいは、月の上にタンジェリン、実際にはどんな種類の柑橘類でもあれば、その果物を見ることができます。ポメロでさえ、おそらくタンジェリンです。

レヴィン: 細かいことは言わないでください。

ドーレマン: そして、私たちは地球の表面から可能な限り最高の角分解能を得ようとしています。それが求められています。

レヴィン: だから、これらのブラックホールについて話すとき、最も近いもの、あなたが言及した私たちの銀河系の中心にある27,000光年離れたものでさえ、視界の端にほとんど、ほとんどありません。他にどのような超大質量ブラックホールを見ることができるでしょうか？

ドーレマン: ええと、私たちは幸運なことに、画像化できると確信していたいて座A*というブラックホールがあります。そして、もう一つ、いて座のM87というブラックホールがあります。そのブラックホールは太陽の約60億倍の重さですが、5500万光年離れています。だから、約2000倍遠いですが、約2000倍重いです。そして、事象の地平面は質量に比例するので、その角サイズは私たちの銀河系の中心にある超大質量ブラックホールと同じくらいです。

レヴィン: さて、あなたが私に記者会見があるというメモを送ってきたのを覚えています。だから、私はワシントンDCのナショナルプレス・クラブに駆けつけました。なぜなら、あなたは失敗したことを伝えるために記者会見を開くわけではないと知っていたからです。ここで、人類がこれまでブラックホールの画像を取得したことのない最初の画像を発表しようとしています。そして私は、私たちが議論してきた、私たちの銀河系の中心にある私たちのブラックホール、いて座A*を期待していました。しかし、代わりにM87でした。これは予想外でした。最初に解像できたのがそれだったことに驚きましたか？私のような人々が驚くことを知っていましたか？

ドーレマン: ええと、振り返ってみるとすべて理にかなっています。もちろん、いて座A*が優先候補でした。私たちは皆、私たちの銀河系の中心にある超大質量ブラックホールに夢中です。

しかし、いて座Aには、私たちがそれをどれほど愛していても問題があります。なぜなら、それは太陽質量の400万倍にすぎず、物質がいて座Aを周回するのにかかる時間はわずか約30分だからです。さて、それはどういう意味かというと、観測の一晩の間に、あなたが画像を撮ろうとしているものがその外観を変えているということです。それらの周りを物質が周回しており、それは泡立っていて、乱流であり、瞬間ごとに異なるように見えます。平均して、リングが見えるでしょうが、瞬間ごとに変化します。

だから、第一原理から考えても、そのソースを画像化することがはるかに困難であったことに気づくべきでした。一方、M87*は60億太陽質量なので、タイムスケールは質量に比例します。だから、観測の一晩の間、それは本質的に静止しています。その外観は全く変化しないので、地球が回転するにつれて変化する視線方向と基線が増えるにつれて、一晩中取ったすべてのデータを集めて、非常に、非常に良い画像を構築できます。だから、画像化するのがはるかに簡単だったので、最初にそれを持ってきました。しかし、その発見を発表できること、そして驚いた専門家がいることを知っていたことは、実際にはクールなことでした。

レヴィン: [笑い] ええ。

ドーレマン: 変化するものを処理するアルゴリズムの問題を克服した後、私たちはついにいて座A*の画像も作成しました。だから、私たちはこれらのソースを2つ持っており、両方をイベント・ホライズン・テレスコープで画像化しました。

そして、事象の地平面の時空に定規を当てたとき、それらの質量に対して、それらはアインシュタインが予測した通りのサイズであることを確認しました。私たちの測定の不確実性の範囲内であり、それが私たちが銀河中心の超大質量ブラックホールの存在の最良の証拠です。そして、アインシュタイン万歳。彼は私たちが彼に投げかけるすべてのテストに合格し続けています。

[音楽が流れる]

ストロガッツ: 科学が、10億人かそこらが目にした驚くべき画像を生成するためにどれだけ多くの科学が費やされたかを聞くのは非常に感動的です。原子時計、干渉計のアイデア、一般相対性理論のすべてにおける基本的な科学がどれだけ…

レヴィン: 私は、彼らが必要とした時計の驚くべき精度と、観測の限界での勤勉さについて完全に同意します。それは本当にほとんど不可能でした。誰かが「これはばかげている。やめろ。地球サイズの望遠鏡が必要だ、だから別のことに移れ。ブラックホールの写真は決して見られないだろう」と言ったとしても、完全に想像できたでしょう。

そして代わりに、彼らは「地球サイズの望遠鏡をどうやって作るだろうか」と考え、他の目的で使用されていた天文台に呼びかけました。新しい機器をゼロから構築するのとは対照的に。

だから、私はそれに費やされたすべてのもの、既存の天文台、タイミングの概念が非常に正確になり、観測の限界でそれらを結びつけることだけが大好きでした。本当に、それはほんの数ピクセルです。

ストロガッツ: 既存の天文台についての興味深い点を提起しています。私はそれを理解していませんでした。LIGOやレイ・ワイスのビジョンとは異なり、重力波検出を得るために全く新しい機器を作成する必要があったのに対し、この場合、天文台は存在していましたが、創意工夫は調整にあるようです。しかし、それ以上のものがあるに違いありません。

レヴィン: ええ、しかし、いいえ、調整は簡単な偉業ではありませんでした。本当にそうでした。それはその多くでした。そして、それが可能であると気づくこと、最初に数台の望遠鏡を正確にリンクできたこと、概念実証を実行できたこと。

それについての素晴らしいNew York Timesの記事があります。実際、成功するずっと前に、彼らを山に追いかけている記事で、電波望遠鏡が凍結し、その中に雪の山があり、地震もあり、彼らがやろうとしていたのは、概念が実現可能であることを証明することだけでした。

そして、新しい機器を構築しないことが多かったのですが、一部はより大きな目的とより大きな聴衆を念頭に置いて構築された新しい機器に依存し、その機器での時間を確保することに依存していました。

ストロガッツ: OK。私が不思議に思っていたことの一つは、ブラックホールの存在の証拠は長年なかったのかということです。

レヴィン: ああ、はい。非常に速いタイムスケールで変化しているものが見えましたが、それは非常に小さな物体を示唆していましたが、放出されるエネルギー量は非常に大きな物体を示唆していました。そして、それがブラックホールの組み合わせで探しているものとまさに一致します。

例えば、ブラックホールが隣接する星を共食いしているときに放出されるX線ジェットなどです。これらは恒星サイズのブラックホールであり、超大質量ブラックホールではありません。しかし、それは非常に間接的です。それらのジェットを見ているとき、あなたは非常に遠くにいます。X線を集めています。ジェットは巨大です。あなたはブラックホールの特徴である影の領域に焦点を合わせることは全くできていません。

そして、彼らが非常に近くにいることで達成しているのは、強い重力場、驚くべきことに、星が共食いされているのを見るときよりもさらに強い重力場をテストしていることです。

だからこそ、人々はそれを一般相対性理論のテストとして見ています。なぜなら、一般相対性理論は事象の地平面を予測するからです。それが予測です。それがゴールデンチケットです。そして確かに、それが彼らが見ているものです。彼らは、光が少し遠くを周回しているため、少し大きくて少し外側にあるものを見ていますが、それは予測の非常に強力なテストです。

ストロガッツ: うーん。そして、シェップが「アインシュタイン万歳」と言うとき、それはそのようなことのためですか？

レヴィン: アインシュタイン万歳。事象の地平面があるように見えますね？そして、私たちはその確信を持って言うことはできませんでした。

いて座A*を周回する星を観測したことでノーベル賞が授与されました。そして彼らは17年間、忍耐強くそれらの星を観察し、それらの軌道から私たちの銀河系の中心に超大質量ブラックホールが存在すると推測しました。そして、これははるかに近くです。彼はイベント・ホライズン・テレスコープで、はるかに、はるかに近く、より短いタイムスケールで物事を見ています。

ストロガッツ: うーん。

レヴィン: しかし、いて座A*とそれが非常に短いタイムスケールで変化しているという事実についてエキサイティングなのは、彼らが現在、動画に取り組んでいることです。

ストロガッツ: へえ。

レヴィン: このプロジェクトから期待できる次の大きなリリースは、ブラックホールの周りを物質が周回するのをリアルタイムで見ることです。それは驚くべきことです。しかし、それについては休憩の後まで待たなければなりません。

[音楽が流れる]

レヴィン: ようこそ、『The Joy of Why』へ。シェップ・ドーレマン氏を迎え、史上初のブラックホールの画像についてお話しいただいています。

それで、M87を選んで発表しました。世界中の10億人がその発表を見ました。20年間この仕事をしてきて、それはどのような感じでしたか？

ドーレマン: かなり驚くべきことでした。謙虚な気持ちになりました。キャリアの中で長い間何かを追求し、それが非常に意味のあるものになったとき、そしてそれが他者にも影響を与えるのを見ると、言葉を失うことがあります。つまり、それは世界のほとんどの新聞の一面に載り、それが私たちの根源に触れることを実感します。なぜなら、私たちは初めて何かを見ているからです。

だから、畏敬の念、謙虚さ、そして驚きとともに、そして多くの安堵感とともにありました。なぜなら、20年後には、多くの仕事と努力が積み重なっているからです。しかし、それを実現するために集まったチームも非常に特別でした。それを成し遂げるには250人の人々が必要でした。そして、私たちは多くのことを共に経験しました。

レヴィン: ええ。あなたにとってこのプロセスはどうでしたか？それは、一瞬で見るのですか、それとも数ヶ月かけてですか？

ドーレマン: ある意味ではスローバーンです。だから、最初に目にするのは単なるグラフ、2次元グラフです。Y軸には、広く離れた2つの望遠鏡が見ているエネルギー量があります。X軸には、望遠鏡間の距離があります。そして、リングが見える場合、このグラフに特徴的なバウンスが見られるでしょう。それが私たちが見たものです。だから、私たちはデータをプロットし、画像を生成せずに、この特徴的なバウンスを見て、これらのデータには何か本当に特別なものがあることに気づきました。

私は、高級ディナーで私の写真を見たことがあります。ネクタイを締めていて、私のポスドクの一人が初めて私にデータを見せてくれました。そして、私が「何を見ているんだ？」と言っている写真があります。そして、その夜、私はオフィスに戻り、これらのバウンスがどこにあるかに基づいて計算を行いました。そして、それがまさに想定されるサイズであることに気づきました。

だから、それが私たちに何かがあるという最初の兆候でした。そして、私たちは画像化を始めました。だから、私たちは合成データでこれらの画像アルゴリズムを完成させていました。私たちはこれらのアルゴリズムに架空のデータを供給していました。だから、私たちは見ているかもしれないブラックホールの画像を取り込みます。ノイズでそれを破損させ、これらのアルゴリズムにそれを送信し、それらを改良して、これらのアルゴリズムにかなりの自信を持てるようにしました。

しかし、それをデータに適用する前に、人間のエラーや集団思考が本当に大きな問題になる可能性があることにも気づきました。だから、私たちはチームを4つのグループに分けました。各グループはデータを持っていましたが、互いに話すことはできませんでした。なぜなら、私たちは皆が同じ部屋にいて、「リングが見える。あなたは見えますか？リングが見える」と考えているわけではないことを確認したかったからです。それはリングではありません。

だから、私たちは地理的に離れた4つのグループを持っており、それぞれが異なるアルゴリズムを使用しました。そして、2018年7月に私が今座っているハーバード大学のブラックホールイニシアチブの建物に集まり、この建物の地下で、4つのチームがそれぞれの画像を発表しました。そして、それらはすべてリングでした。

それは、多くの人が泣き叫んだ瞬間でした。そして、私たちは皆、そして、私たちは次の6ヶ月間、それらのリングを消そうとしました。だから、私たちはアルゴリズムをリング以外のすべてでトレーニングしました。

だから、それらは二重ソースの画像化に非常に得意になり、あるいは充填された円盤の画像化に非常に得意になりました。そして、私たちはそれらをデータに解放し、それらは常にリングに戻ってきました。そして、そのとき、私たちはリング画像が本物であると、より確実な方法で知りました。

レヴィン: リング画像についてもう一度話しましょう。あなたはそれがなぜそのように見えるのかについて言及しました。ブラックホールの周りに飛び散った物質があり、事象の地平面の外側を周回していますが、はっきり言えば、近くにあります。非常に近くです。ブラックホールの周りを周回する物体の観測が、事象の地平面から数千倍も離れていると述べましたが、確信を持つには遠すぎます。

これらは事象の地平面のすぐ近く、おそらく1.5倍、そんなところです。本当にそれに押し付けられています。そして、だからこそ、ブラックホールは単に明るいリングの中心にある暗い影であり、それを分離しようとしているのです。しかし、もし私が土星の輪のようなリングを見ていたら、それは影を分離してくれません。

だから、ブラックホールの後ろからの光が、それを包み込んで影を実際に私たちが見えるようにする方法をもう一度説明してもらえますか？

ドーレマン: ええ。あなたがブラックホールの非常に近くにいるとき、通常は直線で進む光の経路が、曲がった時空に沿って進むように強制される方法で機能します。そして、それは本当に時空の計量をたどっています。それは、それが置かれている重力井戸をたどっています。

だから、銀河中心を渦巻く熱いガスから光が出るとき、例えば、それは始まりますが、直線で進む代わりに、曲がってあなたに来ます。だから、ブラックホールの後ろからのすべての光が、リングを形成するためにレンズ効果を受けているのです。

そして、このリングのサイズはアインシュタインの等式によって与えられます。そして、27の平方根の2というようなクレイジーな係数が得られます。Gはニュートンの重力定数、Mはブラックホールの質量、cは光速です。しかし、このリングの直径は基本的にブラックホールの質量によって制御されていることがわかります。

レヴィン: ええ、そこには、自然の根本的な事実ではない材料は何もありません。ブラックホールの質量を除いて。そして、人々はブラックホールがそのように根本的であることを理解していません。すべての星は、ある種異なっています。異なる色ですが、ブラックホールは基本的にその質量です。時には電荷を持っていたり、回転したりします。しかし、それが彼らのすべてであり、それは驚くべきことです。彼らはほとんど特徴がありません。

ドーレマン: ええ、ええ。さて、クールなのは、銀河の反対側に天文学者がいたと想像してみてください。彼らもリングを見るでしょう。なぜなら、彼らは私たちのいる場所からのすべての光が彼らの方向にレンズ効果を受けているのを見るからです。だから、どんな文明でも、そして私たちが銀河系内の異なる文明について話すことができますが、銀河系内の誰でも私たちが見ているのと同じものを見ているでしょう。

だから、もし誰かがアインシュタインの理論や他の文明が考案した理論をテストすることに興味があるなら、彼らは私たちが見ているのと同じ物体に興味を持つでしょう。

レヴィン: あなたが私に何を思い出させたか知っていますか？それは、私たちが存在するかもしれないがまだ発見されていない異星文明にメッセージを送ろうとするとき、「私たちはあなたと同じことを考えています」と言うことがあります。私たちはしばしば有理数や無理数、特別な信号を使います。ブラックホールの写真を見せたらどうなるでしょうか？なぜなら、彼らは同じ写真を見るからです。

ドーレマン: それは非常に良いコミュニケーション方法だと思います。つまり、ボイジャー宇宙船にゴールデンレコードを送りましたが、それは興味深いと思います。彼らがすでに知っているかもしれないものを見せることも非常に興味深いでしょう。

レヴィン: それはワイルドです。私は、あなたを未来に押し出すことになることにもう一度戻りたいと思いました。あなたは、いて座A*が生きていると説明していました。つまり、それは動いていて、変化していて、これは次の世代に非常に強く関係しています。あなたはすでにさらに高い角分解能に行くことについて言及しました。それをどうやってやるのか聞きます。しかし、それは動画も撮れるかもしれないことを示唆しています。それで、イベント・ホライズン・テレスコープはどこに向かっていますか？次の世代は何ですか？そして、あなたはそれを次世代と呼んでいますね？

ドーレマン: 知っています。それは最も想像力に欠け、独創性のない方法です。だから、私たちはブラックホールの静止画像を撮ってきました。そして、どんな偉大な発見でも、それは次の疑問を提起します。だから、次に自然に尋ねるべきことは、ブラックホールの動画を撮り、光が曲がるだけでなく、ブラックホールの周りを周回する物質の動きを見ることはできるかということです。

なぜなら、これはアインシュタインの理論の、さらに高感度なテストの鍵となるからです。しかし、それはまた、これらの超大質量ブラックホールが、私が話したジェットを打ち上げることを可能にする天体物理学、プロセスを解き明かすでしょう。だから、私たちは進み続けるあらゆる理由があります。そして鍵は、地球上にさらに多くの電波望遠鏡を追加することです。

より多くの電波望遠鏡を追加できれば、地球サイズの仮想レンズをより速く埋めることができます。接続数はN×(N-1)で計算されるため、二次的な要因があります。だから、望遠鏡が1つ増えるだけでなく、その望遠鏡へのすべての接続が得られます。また、より多くの望遠鏡があることで、地球が回転するときに、映画の次のフレームを作成するために常に重要な数が確保されます。

5つのサイトがこれを実現するために重要です。1つはチリに、1つはメキシコに、1つはワイオミングに、1つはカナリア諸島にあります。そして、タンザニアのキリマンジャロ山の斜面に5つ目のサイトがあれば、それは非常に、非常に良いでしょう。それらがすべてあれば、そして最も高い周波数で観測していれば、私たちは間違いなくブラックホールの動画を、高解像度、高感度、フルカラーのブラックホールの動画を作成できます。

そして、これが次のステップです。資金はすべて確保されており、カナリア諸島に最初の望遠鏡を建設します。私はすでにキリマンジャロ山を2回登り、そこに望遠鏡を建設する場所を探しました。

レヴィン: わあ。

ドーレマン: これが私の生きがいです。山頂に鋼鉄を置くことが私の生きがいです。ええと、そしてキリマンジャロは、その高度のために、これらの種類の測定を行うためにアフリカ大陸全体で最高のサイトです。ただし、これは非常に敏感なサイトなので、タンザニアのオープン大学やタンザニアの他の研究所と協力して、3年以上前にアイデアを開発し始めました。まだすべてを行うにはかなり時間がかかります。

最も重要なことは、技術的な可能性を整えることです。そして、それと同じくらい重要、あるいはそれ以上に重要なのは、経済的、社会的、教育的、文化的なあらゆるレベルで影響を受けるすべての人々が承認していることを確認することです。そして、私がチームに言うことは、「ノーは許容される答えです、ピリオド。」しかし、もしそれができれば、それは国、地域社会、教育、そしてもちろん天文学にとって計り知れない資産になると思います。だから、2030年代初頭までには、事象の地平面の実際の動画が得られると思います。

レヴィン: そして、動画の科学的な見返りは何ですか？つまり、それはスリリングになるでしょう。私はそれを見たいです。しかし、単なるスリルを超えて、静止画像からは得られないものを、動画を見ることから何を引き出すことができますか？

ドーレマン: いくつかのことがあります。一つは、スピンは捉えどころがないということです。ブラックホールは基本的に、それを定義する数少ない特徴しか持っていません。その質量、そのスピン、おそらくその電荷ですが、私たちが知っているほとんどの天体物理学的なブラックホールは、周りにプラズマがあるため電荷が相殺されている可能性が高いです。だから、質量はかなり簡単です。このリングのサイズは質量に直接関係しています。それをチェックしました。しかし、ブラックホールのスピンは、その歴史、つまり時間の経過とともにどのように成長したかを刻印し、スピンはまた、それが回転するときの時空の歪み、フレームドラッグについても教えてくれます。そして、それを把握するには、物質のダイナミクスを本当に見る必要があります。

問題の感覚を与えるために、ブラックホールがあり、それが全く回転していない場合、質量に関連するリングのサイズが1つ得られます。最大に回転している場合、つまり可能な限り速く回転する場合、同じリングが見えますが、わずかに4％小さくなります。だから、スピンは、私たちがすでに見たブラックホールの影を見るだけではよく測定されません。

しかし、いて座A*の場合、物質がブラックホールの周りを周回するのにかかる時間は、回転していない場合は30分から、最大に回転している場合は4分まで様々です。今、私たちは指標を持っています。スピンをきれいに測定できる測定値があります。だから、天文学者や物理学者にとって最大の報酬は、ブラックホールの周りを周回する物質を見ることでスピンを正確に測定できることです。

レヴィン: ええ。スピンは間違いなく非常に興味深い側面です。私はブラックホールは中立化されているとは信じないと言いますが、もしあなたが磁場環境に回転するブラックホールを持っているなら、おそらくそこにはすべての熱いプラズマからの磁場があるでしょう。そうすれば、その実際の低エネルギー状態は帯電しています。

ドーレマン: 興味深いですね、ええ。

レヴィン: 私は電荷も手放すべきではないと思います。

ドーレマン: それは除外しないでおきましょう。測定しましょう。

レヴィン: やらないでください、男。何年もあなたとこのことについて話そうとしてきました。

ドーレマン: しかし、ジャナ、あなたは本当に興味深いことを言いました。なぜなら、「ブラックホールは帯電する可能性があるとしたらどうなるか？」と言ったからです。私も全く同感です。これらの動画でダイナミクスを解き明かすとき、偏光されていない光を見るだけでなく、偏光された光も見ることになります。それは磁場をたどるでしょう。だから、時空の形状だけでなく、形態、形状、その時空に絡みつく磁場の構成も見ることになります。それは、あなたが考案した本当にクールなバッテリーモデルを解きほぐすのに役立つでしょう。

もう一つ言いたいのは、GRだけを考えていたのは私たちの恥だということです。つまり、他にブラックホールではない天体もありますよね？そして、私たちがやっていることのクールなことの一つは、ブラックホールの模倣者であるエキゾチックな天体を排除するための最初のテストのいくつかを実行し始めていることです。

これらは、事象の地平面よりもわずかに大きいだけで、何らかの表面を持っているが、他のすべての点ではブラックホールとその重力を模倣している天体です。そして、私たちはEHT観測と赤外線観測を組み合わせることができる段階にあり、表面があれば赤外線で光ると予測されるでしょう。そして、私たちは今、それに制限を設けています。だから、EHT観測と他の波長からの観測により、ブラックホール以外の解も排除し始めています。

レヴィン: だから、あなたは地平線上に2つのものを持っています、文字通り、それはあなたがすでに解像した天体の動画を作成することを含みますが、新しい候補ブラックホールも含まれます。それは本当にスリリングです。あなたは、GRの先には何があるのか、他にどのような天体を見ることができるのかと言っていました。

ドーレマン: ああ、はい。だから、今でも、EHT、イベント・ホライズン・テレスコープは少し民主的です。だから、コラボレーションに参加していない他の研究者も、それでの時間を申請できます。そして、私が思うに、それが起こったのは1、2例です。しかし、あなたのポイントにもっと関連して、他に何を見ることができるかというと、私たちはイベント・ホライズン・テレスコープをいて座A*とM87だけでなく、多くの電波で明るいクエーサーにも向けます。だから、これらは反対方向に物質を噴出するジェットを生成する超大質量ブラックホールであり、私たちはそれらのソースで得られる最高の角分解能を得ることができます。だから、私たちはジェットの伝播、それらのジェットのコリメーションを研究しています。

それらは非常に遠くにありますが、EHTを使用してそれらの最も詳細な画像を得ることができます。だから、ジェットがどのように生成され、ブラックホールから非常に遠くまでその形状を維持するかについての私たちの理解を進歩させました。そして、他に2、3の天体も見ることができます。

星が死ぬとき、それらは大気の一部を放出します。だから、分子スープの周りに赤色巨星があり、星からの光がその分子スープをポンプで送り、星サイズのレーザーを効果的に得ることができます。

そして、星の端、星の縁の周りでは、電波でレーザー光の点が得られ、これらもイベント・ホライズン・テレスコープで観測できるようになりました。だから、これらの分子線を使用して、イベント・ホライズン・テレスコープで星が呼吸するのを見ることができるかもしれません。

レヴィン: タイムスケールは2030年代と言いましたか？

ドーレマン: 2030年代初頭？

レヴィン: 2030年代初頭。そして、あなたはオンラインになると考えていますか？そして、データを収集するのに数年かかりますか？

ドーレマン: 実際、画像は非常に速く生成できると思います。だから、初めてブラックホールを画像化したとき、私たちは何をしていたのか全く知りませんでした。まあ、何をしていたかは知っていましたが、ブラックホールの画像を撮ったのは初めてだったので、非常に慎重に進めました。

今では、機器をはるかに良く理解しており、これらのブラックホールを複数回画像化しており、機器に大きな自信を持っています。私たちは今、データを処理して数日以内に画像化する画像技術を開発しています。

レヴィン: わあ。

ドーレマン: だから、前回のように2年も待つ必要はないと思います。

レヴィン: だから、あなたは日食を見た子供の頃の経験を説明しました。それは基本的に太陽をほとんど見えなくするものですが、月が太陽のコロナ、外層大気を可視化します。そして、ある意味で、それはあなたの仕事と好奇心の多くを通して、それ以来の糸となっています。まだ同じ喜びを見出していますか？

ドーレマン: 本当にそうです。初めて何かを見る能力、隠された何かを見る能力、ブラックホールが見えないようにするために全力を尽くしているのに、そこから画像を coax する能力は本当に特別です。それは一生の仕事、キャリア以上のものです。それは私にそれをできるということに強烈な喜びを与えてくれます。

私は、ここのチームがほとんど神聖なことをしているように感じます。私たちは何かの核心に迫り、それを地球にもたらしています。国境を越えて、最高の協力者を得ることができます。そして、共通の科学的ビジョンに固執し、一緒に、個人ではできないことを成し遂げることができます。それは、私たちが地球全体に広げることができる教訓だと思います。

レヴィン: うーん。それは美しいですね、シェップ。そして、私は感謝しています。そして、次に何が来るのかを楽しみにしています。『The Joy of Why』にご参加いただき、本当にありがとうございました。

ドーレマン: ああ、それは大きな喜びでした、ジャナ。お招きいただきありがとうございます。

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ストロガッツ: それを聞くのが大好きです。地球上の科学者たちの画像、そしてこの仕事をしていると行けるクールな場所、カナリア諸島、キリマンジャロ山。

レヴィン: ええ。彼らが遠くを探索するために地球上で探索しなければならなかったのは少し面白いです。

ストロガッツ: そして、画像を見ることが感情的に何をもたらすのですか？心理学に入るのはわかっていますが、なぜ私たちにとって、内側に黒いものがあるリングのあのゴージャスな写真を持つことがそれほど重要なのでしょうか？

レヴィン: つまり、それはスリリングです。私たちは空の観測者です。私たちは空を見ます。そして、それは多くの意味で私たちの最初の楽器であり、最初の時計であり、そして「わあ、この地球を超えた何かがある」という最初の認識でした。だから、私たちは文字通り200万光年離れた何かを見ているという考えは、私たちの宇宙をさらに広げていると思います。私は、それに興奮するのは人間の性質だと思います。

ストロガッツ: うーん。あなたたちの会話の中で、月が偶然太陽を遮蔽すると言っていました。月がちょうど良いサイズであるということは、その距離と太陽の距離、そして太陽のサイズを考えると、太陽を遮断できますが、完全にではありません。コロナを見ることができます。OK。

これは、人間の奇跡や神への信仰と関係があると思いますか？初期の人々が日食を観察した可能性があるため、それは非常に奇妙な偶然であり、非常に、それで何？太陽が突然黒くなるのはとても恐ろしいことです。種として、私たちに驚きの感覚を与えたのかもしれません。そして、もし天文学的な偶然がなければ、私たちは決して「なぜ？」と尋ねなかったのかもしれません。

レヴィン: うーん、それはとても興味深いです。宇宙には多くの神秘があります。毎日太陽が昇り沈むことさえ、私はそう思います。しかし、月が太陽の400倍小さいのに、400倍近いというのは驚くべきことです。そして、そのクレイジーな偶然が、私に言わせれば、太陽系で最高の食を与えてくれます。

しかし、有名な話として、あなたの質問に答える日食がありました。それは西暦500年頃だったと思いますが、戦争が勃発し、現代のトルコあたりでした。そして、戦いの最中に皆既日食があり、両陣営は武器を置き、平和を築いたそうです。[笑い]神々の怒りを恐れて。彼らは自分たちの状況をより良く考えました。

ストロガッツ: もっとそのような日食が必要です。さて、これは本当に興味深い議論でした。そして、このブラックホールのトピックをリスナー全員に説明してくれたあなたの専門知識に本当に感謝しています。そして、それは本当に非常に高揚するテーマです。

レヴィン: まあ、それは非常に驚くべきことでした。私はもっと先があると思います。

ストロガッツ: 次の遭遇を楽しみにしています。

レヴィン: 次の遭遇に。

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レヴィン: 『The Joy of Why』は、Simons Foundationの支援を受けている編集的に独立した出版物であるQuanta Magazineがお届けするポッドキャストです。Simons Foundationによる資金決定は、このポッドキャストまたはQuanta Magazineのトピック、ゲスト、その他の編集上の決定の選択に影響を与えません。

『The Joy of Why』はPRX Productionsによって制作されています。制作チームはCaitlin Faulds、Jade Abdul-Malik、Genevieve Sponsler、Merritt Jacobです。PRX ProductionsのエグゼクティブプロデューサーはJocelyn Gonzalesです。Edwin Ochoaはプロジェクトマネージャーです。

Quanta Magazineからは、Simon FrantzとSamir Patelが編集ガイダンスを提供し、Samuel Velasco、Kit Sudol、Simone Barr、Michael Kanyongoloのサポートを受けました。Samir PatelはQuantaの編集長です。

エピソードアートはChanelle Nibbelink、ロゴはJaki KingとKristina Armitageです。Cornell Broadcast StudioのGarth Averyに特別感謝します。

私はホストのJanna Levinです。質問やコメントがあれば、[email protected]までメールしてください。お聴きいただきありがとうございました。

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