Prva fotografija crne rupe

Svijet je 2019. dobio prvu fotografiju crne rupe. To znači da smo po prvi put mogli vidjeti kako ovaj misteriozni objekat, do sada opisivan samo matematičkim modelima, izgleda u nama poznatom i vidljivom svijetu, onako kako bismo ga otprilike mogli vidjeti negdje sa velike udaljenosti iz nekog svemirskog broda. To je otkriveno na čak 6 simultanih konferencija za medije, održanih širom svijeta - u Washingtonu, Bruxellesu, Santiagu, Šangaju, Taipeiu i Tokiju.

Zapravo – ne baš tako, ali je ovo najpribližnija slika ovih, kako ih mnogi zovu „kosmičkih čudovišta“ i na naki način čvrsti dokaz njihovog postojanja. Sama fotografija je plod višegodišnjih napora velikog tima nau;nika u sklopu projekta Event Horizont Telescope tj. Teleskopa Horizont događaja, što je naziv koji sasvim odgovara prirodi posla i rezultatima koje je projekat donio.

Naime „horizont događaja“ je termin koji se toliko često čuje vezano za cijelu priču o crnim rupama, uključujući i filmove naučne fantastike da čak i laici – pod uslovom da su veliki fanovi ovog žanra – znaju otprilike objasniti o čemu se radi. Naime, u teoriji opšte (generalne) relativnosti, horizont događaja je jedna vrsta nevidljive granice u kontinuumu prostor-vrijeme u blizini crne rupe, definisana u odnosu na posmatrača, a u kojoj događaji ne mogu utjecati na posmatrača.

Drugim, jednostavnijim riječima, to je „tačka bez povratka“ – dio kontinuuma u kojem, kada ga jednom dosegnete, više ne možete izbjeći privlačenje crne rupe. Nakon ove tačke, niti jedan oblik materije ili energije ne može pobjeći snažnoj gravitaciji crne rupe.

Međutim, šta su to zapravo crne rupe i zašto je ovaj događaj u nauci izazvao toliko pažnje?

U neformalnom razgovoru sa profesorom Danielom Denegrijem sa CERN, on kaže kako je ovo događaj ravan prvoj detekciji gravitacionih talasa u februaru 2016. U časopisu Nature, naslovi su „Uslikana crna rupa – do spektakularnih detalja“, a ni drugi časopisi nisu škrti na riječima senzacije i hvale.

Zapravo, radi se o tome da su naučnici, koristeći mrežu radio-teleskopa, sklopili sliku horizonta događaja na rubu crne rupe - na pozadini vrtložnog svjetla. Mnogi su ovu sliku uporedili sa „Sauronovim okom“ demonskim, svevidećim okom iz „Družine prstenova“. Neki naučnici, poput Heino Falcke sa Radboud Univerziteta u Nijmegen, Nizozemska, izjavili su kako smo vidjeli „vrata pakla“ i „kraj kosmosa i  vremena“.  

I da – možda bi najbliža metafora crne rupe, okružene svjetlom koje guta, bila Sauronovo oko ili vrata pakla jer ono što se dovoljno približi ovom tijelu, biva usisano neizmjerno jakom gravitacijom crnih rupa.

Mi ne znamo šta se događa sa svom tom materijom, energijom i elektromagnetnim zračenjem koje crna rupa proguta i čak ne možemo stvoriti modele toga, ali sama ideja potencijalnog ništavila, metafora „alfe i omege“, neizmjerne moći i snage koja potčinjava sve ono što mi poznajemo kao svijet i kosmos, jako je zastrašujuća.

Crne rupe su objekti koji se obično nalaze u centrima galaksija i danas naučnici smatraju kako svaka galaksija ima ovo „čudovište“ u svom centru, a nastaju kolapsom zvijezda određene veličine, kada one potroše svoje gorivo. Imaju veliku gustoću i ponašaju se kao apsolutna crna tijela, privlačeći i „gutajući“ sve u svojoj blizini. Hawking je pokazao kako ipak i iz crnih rupa nešto bude emitovano - tzv. "Hawkingova radijacija".

Slike na kojima vidimo sjajne, prstenaste strukture pokazuju supermasivnu crnu rupu u središtu galaksije M87, koja je udaljena oko 16 megaparseka (55 miliona svjetlosnih godina) od nas te je 6,5 milijardi puta veća od masenašeg  Sunca. Slike otkrivaju, detaljnije nego ikad prije, horizont događaja - površinu iza koje je gravitacija toliko jaka da ništa što pređe tu granicu, čak  ni svjetlo, ne može nikada izaći van. Zapravo – crne rupe izgledaju baš onako kako su ih prikazivali u fimovima.

Prije gotovo jednog vijeka fizičari su zaključili da bi crne rupe trebale postojati na osnovu predikcija opće (opšte, generalne) teorije relativnosti Alberta Einsteina, ali većina dokaza do sada je bila indirektna. Event Horizont Telescope je sada napravio novu, spektakularnu potvrdu tih predviđanja. Ovo je  dokaz da nauka funkcioniše, čak i onda kada ne vidimo to što nauka predviđa – matematički modeli i formule fizike su u stanju opisati svijet i kosmos u kojem smo mi tek mali, nevidljivi dio.

Treba naglasiti da je ova fotografija nastala mnogo prije nego što je to objavljeno 10. aprila 2019. Naime, tim naučnika je posmatrao dvije supermasivne crne rupe - M87 i Sagittarius A * - prazninu u središtu naše galaksije Mliječni put – u toku pet noći u aprilu 2017. godine.

Povezavši 8 radio-teleskopa širom planete – od Havaja do Južnog pola – uspjeli su dobiti sliku dobre rezulucije koja je ono što mi sada vidimo. Svaki teleskop je prikupio više podataka nego Veliki hadronski sudarač za godinu dana rada, što je nevjerovatno velika količina podataka, a trebale su dvije godine rada da se slike slože u ono što smo mi vidjeli na ovoj fotografiji.

Inače, samu sliku je kreirala dr. Katie Bouman, postdoktorantica pri Event Horizon Telescope projektu. Ona je napravila algoritam pomoću kojeg je bilo moguće posložiti veliki broj slika i ogromn količinu podataka u jednu jedinstvenu sliku.

To bi trebao biti konačan dokaz za sve Nevjerne Tome da crne rupe itekako postoje, ako dokaz postojanja gravitacionih talasa, koji nastaju prilikom „plesa“ dvije crne rupe, nije bio dovoljan.