Ažurirano 11. travnja u 16:40. ET.
Jučer su Zemljani prvi put bacili pogled na stvarnu sliku crne rupe - pretvarajući ono što je živjelo samo u našim kolektivnim zamislima u konkretnu stvarnost.
Slika prikazuje narančasti tonirani prsten s obrubima koji kruži tamnom sjenom crne rupe koja se spušta materijom udaljenom 55 milijuna svjetlosnih godina u središtu galaksije poznate kao Djevica A (Messier 87).
Ovaj zamagljeni prvi pogled dovoljan je da potvrdi da Einsteinova teorija relativnosti djeluje čak i na granici ovog divovskog ponora - ekstremnog mjesta na kojem su neki mislili da će se njegove jednadžbe raspasti. Ali ova neuhvatljiva slika otvara puno pitanja. Evo nekih odgovora na vaša pitanja.
Što je crna rupa?
Crne rupe su izuzetno gusti predmeti iz kojih ništa, pa ni svjetlost, ne može pobjeći. Kako jedu materiju u blizini, tako raste u veličini. Crne rupe obično nastaju kada velika zvijezda umre i sruši se na sebe.
Smatra se da su supermasivne crne rupe, koje su milijune ili milijarde puta velike poput sunca, u središtu gotovo svake galaksije, uključujući i našu. Naši se zovu Strijelac A *.
Zašto prije nismo vidjeli sliku crne rupe?
Crne rupe, čak i supermasivne, nisu tako velike. Na primjer, snimanje crne rupe u središtu našeg Mliječnog puta, za koju se pretpostavlja da je oko 4 milijuna puta masivna kao sunce, bilo bi poput fotografiranja DVD-a na površini mjeseca, Dimitrios Psaltis, astrofizičar sa Sveučilišta u Arizoni, rekao je za Vox. Također, crne rupe obično su zakrpljene materijalom koji može zasjenjeti svjetlost koja okružuje crnu rupu, napisali su.
Prije ove slike, kako smo znali da postoje crne rupe?
Einsteinova teorija relativnosti prvo je predvidjela da će, kada ogromna zvijezda umre, ostaviti iza sebe gustu jezgru. Ako je ta jezgra bila više od tri puta masnija od sunca, njegove jednadžbe pokazale su da sila gravitacije stvara crnu rupu, navodi NASA.
Ali do juče (10. travnja), znanstvenici nisu mogli fotografirati ili izravno promatrati crne rupe. Umjesto toga, oslanjali su se na neizravne dokaze - ponašanje ili signale koji dolaze iz drugih objekata u blizini. Na primjer, crna rupa guta zvijezde koje se preblizu njoj približavaju. Ovaj postupak zagrijava zvijezde, uzrokujući im da emitiraju rendgenske signale koje teleskopi mogu otkriti. Ponekad crne rupe ispljunu i divovske navale nabijenih čestica, što su, opet, prepoznali naši instrumenti.
Znanstvenici ponekad proučavaju i kretanje predmeta - ako se čini da ih čudno izvlače, krivac bi mogao biti crna rupa.
Što vidimo na slici?
Crne rupe same emitiraju premalo zračenja da bi se otkrilo, ali kao što je Einstein predvidio, može se vidjeti obris crne rupe i njen horizont događaja - granica preko koje svjetlost ne može pobjeći.
Ispada da je to istina. Tamni krug u sredini je "sjena" crne rupe koja se otkriva užarenim plinom koji sjedi na horizontu događaja oko nje. (Ekstremno gravitacijsko povlačenje crne rupe pregrijava plin, uzrokujući da emitira zračenje ili "svijetli"). No, plin u horizontu događaja nije baš narandžasti - radije astronomi uključeni u projekt odlučili su obojati signalne radio-valove narančasto kako bi prikazali koliko su velike emisije.
Žuti tonovi predstavljaju najintenzivniju emisiju, dok crveni prikazuju niži intenzitet, a crni malo ili nimalo emisije. U vidljivom spektru boja emisije vjerojatno bi se vidjela golim okom kao bijela, možda blago obojena plavom ili crvenom bojom.
Više možete pročitati u ovom članku Live Science.
Zašto je slika mutna?
S trenutnom tehnologijom to je najveća rezolucija koja se može postići. Rezolucija teleskopa Event Horizon iznosi oko 20 mikroarkesekundi. (Jedna mikrokarsekunda govori o veličini razdoblja na kraju rečenice ako biste je gledali sa Zemlje, a to razdoblje je bilo u letku na Mjesecu, prema časopisu Amaterske asocijacije astronoma iz New Yorka.)
Ako snimite običnu fotografiju koja sadrži milijune piksela, dižete je u zrak nekoliko tisuća puta i izgladite, vidjet ćete otprilike istu rezoluciju kao na slici crne rupe, prema Geoffrey Crewu, potpredsjedniku Televizor za horizonte događaja. Ali s obzirom da slikaju crnu rupu udaljenu 55 milijuna svjetlosnih godina, to je nevjerojatno impresivno.
Zašto je prsten tako nepravilnog oblika?
Znanstvenici još ne znaju. "Dobro pitanje i jedno nadamo se odgovoriti u budućnosti", rekla je Crew. "Za sada je to ono što nam je pokazao M87."
Kako su znanstvenici snimili ovu sliku?
Preko 200 astronoma širom svijeta obavilo je mjerenja pomoću osam zemaljskih teleskopa koji su zajednički poznati pod nazivom Event Horizon Telescope (EHT). Ti se teleskopi obično nalaze na mjestima s velikim visinama, poput vulkana na Havajima i Meksiku, planinama u Arizoni i španjolskoj Sierri Nevadi, pustinji Atacama i Antarktici, navodi se u priopćenju Nacionalne znanstvene zaklade.
U travnju 2017. astronomi su sinkronizirali sve teleskope kako bi u istom vremenu izvršili mjerenja radio valova koji se emitiraju s događajnog horizonta crne rupe. Sinkroniziranje teleskopa bilo je srodno stvaranju teleskopa veličine Zemlje s impresivnom razlučivosti od 20 mikrokarsekundi - dovoljno za čitanje novina u rukama Njujorčanina, sve iz kafića u Parizu, navodi se u priopćenju. (Za usporedbu, crna rupa koju su slikali dugačka je oko 42 mikroračunala).
Potom su uzeli sva ta sirova mjerenja, analizirali ih i kombinirali u sliku koju vidite.
Zašto su znanstvenici mjerili radio valove nego vidljivu svjetlost da bi snimili sliku?
Oni bi mogli dobiti bolju razlučivost pomoću radio valova nego ako bi koristili vidljivu svjetlost. "Radio valovi trenutno nude najvišu kutnu rezoluciju bilo koje tehnike trenutno", rekao je Crew. Kutna razlučivost odnosi se na to koliko dobro (najmanji kut) teleskop može razabrati između dva odvojena objekta.
Je li to stvarna fotografija?
Ne, ne u tradicionalnom smislu. "Teško je napraviti sliku s radio valovima", rekao je Crew. Znanstvenici misije izmjerili su radio valove koji se emitiraju iz horizonta događaja crne rupe, a zatim su te podatke obrađivali računalom kako bi napravili sliku koju vidite.
Dokazuje li ova slika još jednom Einsteinovu teoriju relativnosti?
Da. Einsteinova teorija relativnosti predviđala je da postoje crne rupe i da imaju horizonte događaja. Jednadžbe također predviđaju da bi horizont događaja trebao biti nešto kružni, a veličina izravno povezana s masom crne rupe.
Eto i gle: pomalo kružni horizont događaja i zaključena masa crne rupe podudaraju se s procjenama onoga što bi trebalo temeljiti na kretanju zvijezda što dalje od nje.
Više možete pročitati na Space.com.
Zašto nisu snimili sliku crne rupe naše galaksije, umjesto da odaberu jednu daleku?
M87 je bio prvi istraživač koji je mjerio crne rupe pa su prvi analizirali to, rekao je Shep Doeleman, direktor Event Horizon Telescopea na konferenciji za novinare. Ali to je i jednostavnija slika u usporedbi sa Strijelcem A *, koji sjedi u središtu naše galaksije, dodao je. To je zato što je toliko daleko da se tijekom večeri mjerenja ne pomera mnogo. Strijelac A * je mnogo bliži, tako da nije toliko "fiksiran" na nebu. U svakom slučaju, "vrlo smo uzbuđeni što radimo na Sagu A *", rekao je Doeleman. "Ne obećavamo ništa, ali nadamo se da ćemo to dobiti vrlo brzo."
