Ezen a héten egy közvetlen képet fogunk látni a létező legerősebb objektumok egyikéről, és valószínűleg megérthetjük végre a világegyetem működését

A fekete lyukak az univerzum egyik legérdekesebb és legmodernebb tárgyai, amelyek mind tudományos kutatás, mind a sci-fi teljes könyvtárát inspirálják, Einsteintől az Interstellar filmig. Mégis, annak ellenére, hogy az elképzelhetetlen gravitáció a képzeletünkre, valamint a fizika megértésére utal, az emberek soha nem láttak fekete lyukat.

Ez úgy tűnik, hogy szerdán változik, a Sagittarius-A képével, a Tejút galaxisának középpontjában lévő fekete lyuk első felvételének közelgő kiadásával. Ez egy figyelemreméltó pillanat mind a tudomány, mind a technológia számára, amelyet az Event Horizon Teleszkóp teszi lehetővé, ami valójában egy tömb teleszkóp.

Igen, tudom, mit gondolsz: “Láttam rengeteg képet fekete lyukakból.”

Talán valami ilyesmire gondolsz:

Mindazok a képek, amelyeket a NASA-tól és más tudományos szervezetektől láttunk, csak a művészek segítségével készített illusztrációk, bár sokan ténylegesen a teleszkópok adataiból származnak.  A fentiek nagyrészt a NASA Chandra X-Ray távcsője által gyűjtött adatokból származnak, amely képes felismerni a szupermelegített anyagot, amely az eseményhorizont felé, vagy egy fekete lyuk kerülete felé húzódik.

Így a gyönyörű illusztráció olyan, mintha hurrikánt rajzolnánk a szélsebesség adatok alapján a vihar külső szélén.  Egy másik dolog az, hogy valóban lássuk a trópusi ciklon és a hódoló trópusi ciklon műholdképét.

De ahhoz, hogy egy fekete lyuk közvetlen képét, vagy legalábbis azt az árnyékot rögzítsük, amelyet egy fényes anyag, amelyet a húzás felé húzunk, komoly együttműködésre van szükség.

A galéria megnyitásához kattintson a képre:

Itt egy távcső, ott egy távcső

Az EHT valójában egy sor rádióteleszkóp a világ különböző oldalain, amelyek összekapcsolódnak ahhoz, hogy az úgynevezett Nagyon Hosszú Alapvonalú Interferométer (VLBI) maga a Föld mérete.  Az alapötlet az, hogy a különböző helyszíneken lévő rádióteleszkópok jeleiket összehangolják a teljesítményük növelése érdekében.

Ha láttad az új-mexikói nagyon nagyméretű képeket (kiemelten szerepeltek az 1997-es Kapcsolat című filmben), több teleszkópos parabolával együtt, akkor láthatod a koncepciót. Képzeld el, hogy Jodie Foster egy-egy parabolánál, nem méterrel, hanem több ezer mérfölddel van elválasztva.

Ez a bolygóméretű megfigyelőközpont azért szükséges, mert ahogy a Smithsonian Astrophysical Observatory az alábbi animációban elmagyarázza, míg a Sagittarius-A 4 milliószor olyan hatalmas, mint a napunk, még mindig nagyon messze van. Körülbelül  26 000 fényévnyi távolságra.

Természetesen ez jó hír azoknak az embereknek, akiket nem szívnak be egy fekete lyukba, de nagyon nehezen lehet fényképezni. Ahhoz lehetne hasonlítani, mint ha megpróbálnánk meglátni a Los Angeles-i golflabda göröngyeit … New Yorkból.  Jobb ha előveszel egy olyan szuper zoom objektívet, mint az Event Horizon Teleszkóp.

Az EHT megfigyelőközpontjai közé tartoznak a Chile, Hawaii, Arizona, Mexikó, Spanyolország és a Déli-sark teleszkópjai, amelyek mindegyike pontosan szinkronizálva van több petabájt adat összegyűjtéséhez.

A szerdán várt kép a 2017-ben ténylegesen összegyűjtött adatokból származik. A késedelem egyik oka az, hogy bár az utóbbi években sokkal jobbá vált a hatalmas adatfeldolgozás, az internet még mindig nem elég gyors ahhoz, hogy a petabájtok információit a világ minden táján igény szerint meg lehessen becsülni.  Minden egyes EHT helyet a megfigyelési adatait egy fizikai merevlemezen tároltak, amelyet egy adatfeldolgozó központba kellett szállítani és a többi megfigyelőközpont adataival kombinálni.

Tehát most tudósok hada figyel izgatottan egy fekete lyukat a galaxis másik oldalán – nem túlzás azt mondani, hogy az egész univerzum forog kockán … vagy legalábbis az univerzum alapvető megértése.

Einstein igazolása

Ez azért van, mert a fekete lyuk eseményhorizontja az EHT képben bizonyíthatja Albert Einstein elméletét, hogy hogyan működik a gravitáció, vagy új kétségeket vet fel rá.

Dióhéjban Einstein azt mondta, hogy a gravitáció valójában a tér-idő szövetét láncolhatja le, ami a legegyszerűbben az a háttér, amin a Föld, a nap és minden más keresztül megy.  Tehát amikor egy nagy csillag önmagában összeomlik, és egy nagyon sűrű, intenzív gravitációs húzással bíró tárgyvá válik, komoly hajlító ereje van.

Ezt az őrült sűrű szívót a fekete lyuk közepén “szingularitásnak” nevezik. A szingularitás olyan erőteljes, hogy a téridő és az eseményhorizont közti fényt hajlítja. Tehát az összes ilyen káoszt okozó szingularitás valójában elrejti valahol a fekete lyuk árnyékát, amelyet saját, téridő-deformálódása, tömegessége okoz.

Mindez egy kicsit őrültnek tűnik, de sok okunk van azt hinni, hogy Einsteinnek igaza van: a legutóbbi, az elmélete által előrejelzett gravitációs hullámok észrevételei segítették ezeket az elméleteket. De Einstein gravitációs elmélete, amely úgy tűnik, hogy megtartja a nagy tárgyakat, mint a csillagokat és a galaxisokat. Nem kompatibilis a kvantummechanikával, a bizarr, végtelen részecskék tanulmányozásával, amelyek az atomokat alkotják mindennek a szívében.

Einstein matematikája szerint a szingularitásnak igazán bizarr helynek kell lennie.  A fekete lyuk képeinek tanulmányozása a megértés jobb megértéséhez vezethet. És talán még olyan új elméletekhez is, amelyek áthidalják az Einstein és a kvantumvilág közötti szakadékot.

Karan Jani asztrofizikusként csodálatos tweet-előadásba tette:

10. The singularity of a black hole is a point of infinite density. All the laws of physics as we know break down here. But can such singularity exist in the real Universe? Or is it simply that our knowledge has not advanced enough to understand it?

The latter imo is the answer. pic.twitter.com/4RgYxNPw4q

— Dr. Karan Jani (@AstroKPJ) April 8, 2018

A fekete lyuk szingularitása végtelen sűrűségű pont.A fizika minden törvénye, amit ismerünk itt megdől.De létezik-e ilyen szingularitás az igazi Univerzumban?Vagy egyszerűen a tudásunk nem eléggé fejlett ahhoz, hogy megértsük?

 – Dr. Karan Jani (@AstroKPJ) April 8, 2018

Vannak más furcsa dolgok is a fekete lyukakon, mint a közel-fénysebességű részecskék ellentétes és erős fúvókái, amelyek úgy tűnik, hogy az univerzumban robbannak.  És mi van a fekete lyuk másik oldalán? Ez egy fehér lyuk? Egy féreglyuk?  Portál egy másik világegyetemhez? Ezek az ötletek nevetségesnek tűnhetnek, de jelenleg mind technikailag az asztalon vannak. Legalábbis addig, amíg sokkal jobb képet nem kapunk arról, hogy mi történik az eseményhorizonton.

És most szerdától (2019.04.10.) beléphetünk a megértés új korszakába.

FRISSÍTÉS!!!

Aki szeretné, itt élőben is megnézheti a fekete lyuk lehetséges képét és a galaxis közepét:

Borítókép: sciencealert