Проект «Радиоастрон». Это международный космический проект, разработанный в Астрокосмическом центре Физического института им. П.Н. Лебедева, Россия. В наблюдениях участвовали радиотелескопы России, Украины, Австралии, Англии, Германии, Испании, Италии, Нидерландов, США, Японии и Индии. Сейчас в месяц проводится около 100 научных экспериментов. В июле 2016 года начался четвёртый год открытой программы наблюдений. Для реализации были отобраны 11 проектов. Соавторы заявок представляют 19 стран мира, примерно 155 человек. Наибольшее количество соавторов - из России, следом идут США, Германия, Испания, Нидерланды, Австралия, Италия и другие.

Что об этом сказать? Сегодня только наука в поиске новых знаний объединяет человечество на основе добра и разума.  Она полная противоположность почтенным религиям с их сектами и секточками, готовыми стереть друг друга с лица земли во имя своих индивидуальных «истин».

Как создавался Радиоастрон

Проект был начат в 1979—1980 годах, пережил застой и разруху, выжил, и 18 июля 2011 года в 6:31 по московскому времени был запущен с космодрома Байконур.

А через два года, 23 мая 2013 ученые докладывали первые научные данные, добытые Радиоастроном. Обратите внимание: докладывали  тем, кто Радиоастрон построил. Журналистов не приглашали.

С этой даты Радиоастрон начал работать на общепланетную науку.

Как устроен Радиоастрон

Радиотелескоп по принципу работы фактически соответствует обычному телескопу-рефлектору с параболическим зеркалом, только собирает электромагнитные волны в другом диапазоне. Чем больше диаметр телескопа, тем выше его разрешение, тем дальше и детальней можно заглянуть. Радиотелескопы «видят» в радиодиапазоне. Радиоволны длиннее на несколько порядков, чем волны видимого света. Поэтому, к примеру, на длине волны 3 см огромная 100 метровая тарелка радиотелескопа даст разрешение… как у человеческого глаза.

Выход нашли в том, чтобы получать сигнал на два радиотелескопа одновременно. В этом случае получаемое разрешение сигнала прямо пропорционально расстоянию между принимающими телескопами. Это расстояние называется базой.

Выведенная в космос антенна «Спектр-Р» имеет диаметр всего 10 м  (рис.1).

  Рис. 1

 Рис. 2

Но она работает в комплексе с наземными радиотелескопами (рис.2).

Поэтому её база равна расстоянию от антены «Спектр-Р»   до Земли. На  рис.3  показано,  что это  соответствует параболическому «зеркалу» в 330-360 000 км (расстояние до Луны  390 000 км.). Переменный диаметр «зеркала» объясняется тем, что Спектр-Р движется вокруг Земли по эллиптической орбите.

Рис. 3 

Вот теперь можно сравнить разрешающие возможности различных оптических приборов. Разрешение человеческого глаза  1 угловая минута. Видимый диаметр Луны 30 минут. Предельное разрешение наземных телескопов – примерно 1 секунда.  Разрешение телескопа Hubble — 0,05 секунды. Разрешающая способность Радиоастрона порядка 0,00005 секунды. Но, при подсчёте разрешающей способности Радиоастрона нужно учитывать, что она зависит от длины принимаемой радиоволны. И это влияние тем сильнее, чем длиннее волна, на которой проводится наблюдение.

Не останавливаясь больше на технических возможностях Радиоастрона, перейдём к результатам наблюдений.

Результаты наблюдений

Экспериментаторам известен следующий феномен: если ты построил прибор, улучшив какой-то из его ключевых параметров на порядок по сравнению с предыдущим, то сможешь открыть что-то принципиально новое. И совсем не обязательно, что ты будешь заранее знать, что именно откроешь — наука прирастает экспериментом.

С вводом в строй Радиоастрона были получены совершенно неожиданные результаты относительно джетов и квазаров. Разумеется, не только для джетов и квазаров, но мы здесь ограничимся только этими двумя.

Джеты и Квазары

Согласно ОТО, энергию для джета поставляет аккреционный диск квазара — структура, возникающая в результате падения диффузного материала, обладающего вращательным моментом, на массивное ядро галактики.  Исходя из этого,  рассчитывались скорость, температура и структура джета.

После пяти лет работы Радиоастрона стало ясно, что установившиеся представления о джетах не соответствуют действительности.  Во-первых, в реальности джеты гораздо тоньше, во-вторых, джеты гораздо быстрее, и, в-третьих, они гораздо ярче, чем считалось раньше. Это значит, что сложившееся к настоящему времени представление о порождении джетов аккреционным диском галактики, требует пересмотра.

С помощью «Радиоастрона» были измерены «сопла» джетов, то есть те места, где они визуально возникают. Диаметр сопла джета оказался неожиданно маленьким – порядка одного светового года. Вот как охарактеризовано это открытие в статье «Загадка физики: джеты, или струи плазмы в ядрах галактик»:

«Отсюда, кстати, следует, что научно-популярные рисунки, на которых из полюсов черной дыры вырываются резкие плазменные струи, — чистой воды художественная фантазия. Если верно отмасштабировать ширину струи, то саму дыру и даже «бублик» аккреционного диска вокруг нее будет просто не разглядеть.  …поскольку длина джета может превышать миллион световых лет, в космических пространствах это тонюсенькая ниточка».

В связи с этим возникает вопрос – почему на фотографии галактики М87 джет не выглядит «тонюсенькой ниточкой»? Длина джета М87 оценена  в 5 тысяч световых лет. Значит толщина джета должна быть приблизительно в пять тысяч раз тоньше его длины (т.к. диаметр джета порядка одного светового года). Но ведь на фотографии это явно не так (рис.4)

Рис. 4

Причина несоответствия объясняется ориентацией галактики по отношению к наблюдателю: джет направлен почти прямо на наблюдателя, потому визуально он сильно укорочен (рис.5).

Рис. 5

О направлении джета свидетельствует также то, что второй джет был обнаружен только в начале 2015г, причём в радиодиапазоне. Джет, который виден на рис.4, был открыт ещё в 1918 г.  То, что два джета галактики М87 излучают в разных э-м диапазонах, объясняется следующим. В первом джете излучающая материя движется к наблюдателю, а во втором джете, открытом позже, с такой же скоростью от наблюдателя удаляется. Спектр джета, удаляющегося от наблюдателя, будет сдвинут в сторону длинных волн и потому воспринимается в радиодиапазоне.

Замечание. У меня есть опасение, что энергия джета галактики М87, рассчитанная по распределению частот э-м  излучения видимого джета, сильно завышена. Основанием для опасения является то, в почти столетний период от 1918 по 2012 гг. о втором джете не знали. Поэтому не могли знать и о том, что излучение в видимом джете идёт прямо на наблюдателя, а значит сильно сдвинуто в фиолетовую сторону. Сдвиг в фиолетовую сторону приводит к завышению энергии.

Помимо укзанного выше завышения диаметра джета, были замечены также следующие явления:  
1) В джете увидели ударные волны. Они выделяются очень ярким излучением. Это, скорее всего, связано с взаимодействием между плазмой релятивистских струй и межзвездной средой.
2) Удалось выяснить структуру магнитного поля в основании струй. Есть указания на спиральную структуру магнитного поля в основаниях струй.
3) Удалось рассмотреть структуру поперечного сечения джетов. Наземный результат наблюдений дает сплошную струю, идущую прямо, без особых каких-то интересных деталей. Если же использовать разрешение Радиоастрона, то оказывается видна квази-спиральная или периодичная двойная структура внутри джетов. Возможно, это результат распространения плазменных нестабильностей. При наблюдениях с Земли мы видим не весь джет как он есть, а только его края. Соответственно, предположения об однородном течении плазмы в джетах квазаров, которые раньше закладывались в интерпретацию физики джетов, ошибочны.

Какой же следует вывод из полученных уточнений? Джеты истолковывались, как излучения ядер квазаров. Поэтому после обнаружения перечисленных выше явлений согласованные представления о природе излучения ядер квазаров рассыпались.  Теперь всё нужно объяснять и взаимно увязывать заново. Но как это сделать, пока непонятно. То, что рассыпалось, было построено на основании ОТО. Строить новую картину опять основываясь на ОТО, вроде бы, нелогично. С другой стороны, сегодня официальной наукой признаются только те объяснения, которые получены на основании ОТО. Дилемма.