Att vara astrofysiker och tvåbarnspappa är ingen lätt uppgift. Fråga bara Dimitrios Psaltis.

En ny morgon, University of Arizona professor i astronomi och fysik växlade mellan ett recept på franska pannkakor och en serie komplexa datorsimuleringar som spårar konturerna av ett svart hål.

"Livet går vidare, sade Psaltis, Shutzer Fellow 2016–2017 vid Harvards Radcliffe Institute for Advanced Study, som arbetar på att fånga den första bilden någonsin av det massiva mörka tomrummet i mitten av Vintergatan, den som forskare tror suger upp all materia eller strålning som vandrar för nära dess händelsehorisont, eller point of no return.

"På morgonen, du gör svarta hål, sade Psaltis, "på kvällen, du gör Nutella-crepes till dina barn."

Att prioritera sin tid är en självklarhet för Psaltis, en ledande forskare på projektet Event Horizon Telescope (EHT), en multinationell insats som involverar mer än 100 forskare, inklusive hans fru, tidigare Radcliffe-stipendiat Feryal Özel, och en serie superdrivna radioteleskop utspridda över hela världen. Nästa vår kommer dessa teleskop att förvandla jorden till ett gigantiskt öga när de alla pekar på Skytten A* – det svarta hålet i mitten av galaxen som först prognostiserades av Albert Einstein och hans allmänna relativitetsteori, och sedan dess ämnet för studier av otaliga teoretiska fysiker, bland dem den berömde kosmiske detektiven Stephen Hawking.

Under sin gemenskap, Psaltis kommer att förfina datorsimuleringarna som han och hans team kommer att använda när de analyserar EHT-data för att bestämma det svarta hålets storlek och form. Deras resultat kan bevisa att Einsteins teori – uppfattningen att gravitationen beror på krökningen av kontinuumet som kallas rum-tid – är exakt. Eller, kanske, bara lite av.

"Vad vi letar efter är inte en beskrivning av gravitationen, " han sa, "men beskrivningen som råkar vara den som beskriver vårt universum."

För att göra dessa beräkningar, forskare kommer att behöva se vad som hittills varit osynligt. Men exakt hur fångar du bilden av en snurrande, jätte svart avgrund? Du gör inte, sa Psaltis. Du tar en bild av dess skugga.

Snurr runt Skytten A* är laddade partiklar som har kastats ut från ytan på närliggande stjärnor. Rör sig i överljudshastigheter, dessa partiklar värms upp miljontals grader för att bilda en lysande massa av plasma, eller "accretion disk, " runt kanten av det svarta hålet innan de uppslukas.

"Plasman är så varm att den faktiskt lyser i radiovågorna som detekteras av teleskopen, " sa Psaltis. "Du lägger ett svart hål framför den glödande plasman och du får en skugga, du får en siluett."

Men, som specialeffektteamet för filmen "Interstellar" upptäckte, Att ta fram en realistisk bild av ett svart hål är oerhört tidskrävande. (Vissa enskilda bildrutor av filmen tog enligt uppgift 100 timmar att rendera.) Ivriga att påskynda processen, Psaltis och hans team hackade sig in i sin dators grafikkort, kretskortet som styr hur bilder visas på skärmen, och gav det lite extra.

"Vi fick det att programmera dessa marker för att göra renderingen i närvaro av ett svart hål. ... Våra koder är så snabba att vi nu använder en typ av Xbox för att styra processen med våra händer eftersom det inte finns något sätt att skriva tillräckligt snabbt för att göra det. den."

Om bilden som Psaltis och hans kollegor producerar är perfekt rund, det kommer att indikera att Einstein hade helt rätt. Men om bilden börjar böjas och böjas, det betyder att hans teori kan behöva justeras.

"Den där fina cirkeln som du ser här har en speciell storlek, har en speciell form bara för att Einsteins teori berättade det för oss, sade Psaltis, pekar på en simulering på sin skärm. "Om teorin är annorlunda, både storleken och formen kommer att vara olika.

"Formen på skuggan kan användas för att berätta exakt hur gravitationsfältet ser ut utanför det svarta hålet, " tillade han. "Och genom att mäta det, antingen kommer vi att kunna säga om Einsteins teori förutsäger det till 100 procent, eller om det finns små justeringar som vi behöver lägga till för att få det rätt ... det här är den rykande pistolen vad gäller Einsteins gravitation."

Psaltis nuvarande projekt har djupa Harvardrötter. På 1990-talet han och Özel var båda på campus, Psaltis gör postdoktoral forskning, hans blivande hustru förföljer sin doktorsexamen. Tillsammans samarbetade de med Ramesh Narayan, Thomas Dudley Cabot professor i naturvetenskap, på tidiga simuleringar som utforskade vad som händer med plasman runt ett svart hål. Den forskningen hjälpte till att fastställa att den radiovåglängd som skulle ge dem den bästa chansen att se det svarta hålets händelsehorisont var ungefär en millimeter lång.

"Vi fann att plasman blir mer och mer transparent när du går till en högre och högre frekvens och det är vad vi beräknade, där du behöver göra den iakttagelsen för att kunna titta genom plasman, " sa Psaltis. På en millimeter ser du det svarta hålets skugga, " han sa.

Arbetet bygger på forskning av Sheperd Doeleman, en astrofysiker vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics och huvudutredare för Event Horizon-projektet. Det var Doeleman som först mätte storleken på den emitterande regionen av accretionskivan, 2008.

Skeptiker kvarstår. Trots dess potential att främja förståelsen av svarta hål och göra en viktig vetenskaplig bedömning av Einsteins arbete, forskning som Psaltis lämnar vissa tvivel om en effekt för livet på jorden när Skytten A* är 26, 000 ljusår bort. Infödingen i Grekland, vem sa att han får den frågan "hela tiden, " tar på sig sin filosofhatt för att svara på det. Sådana ansträngningar har en fot i både det förflutna och framtiden, han noterade, och kan också belysa specifika händelser och idéer, från Big Bang till undersökningar av parallella universum.

Lika viktigt är föreställningen att dagens forskning kan ha sin största inverkan i morgon, sa Psaltis. För att framföra sin sak, han citerade den tyske matematikern Bernhard Riemanns arbete, som utmanade den accepterade modellen för euklidisk geometri på 1800-talet genom att föreställa sig en värld där två parallella linjer slutligen korsade. Einstein skulle fortsätta att basera den allmänna relativitetsteorien på Riemanns matematiska ramverk.

"Inte ens i sina vildaste drömmar kunde Riemann ha förutsett det, " sade Psaltis. "Men om han inte hade frågat på 1800-talet, "Finns det något sätt att få två parallella linjer att korsas?" vi skulle inte ha Einsteins teorier, eller GPS, eftersom din telefon gör beräkningar baserat på Einsteins teorier för att avgöra var du är.

"Abstrakt tanke är bra för intellektuell nyfikenhet, "tillade han. "Du kan aldrig säga vart det kan ta dig."