Prva fotografija crne rupe

Nedavno je velika znanstvena kolaboracija Event Horizon Telescope (EHT) objavila dosad najprecizniju fotografiju siluete crne rupe. To je važno iz više razloga. Crna rupa objekt je u svemiru jako velike mase koncentrirane na jako malom prostoru (velika gustoća), a prostor oko crne rupe izložen je velikom gravitacijskom privlačenju, tako da ništa, pa čak ni svjetlost, ne može pobjeći iz njega. Mnogo je toga neobično u vezi s crnim rupama pa su zato zanimljive znanstvenicima. Na nekoj udaljenosti od crne rupe postoji tzv. horizont događaja, tj. granica iza koje ništa ne može izaći. Udaljenost na kojoj se nalazi horizont događaja ovisi o masi crne rupe. Kad bi na primjer planet Jupiter postao crna rupa, horizont događaja bio bi tri metra udaljen od središta, a da se to isto dogodi našem Suncu, horizont događaja bio bi 3 km udaljen od središta. Sve što se približi crnoj rupi na udaljenost usporedivu s udaljenosti horizonta događaja od središta crne rupe bilo bi usisano. Pad u crnu rupu nikad ne bismo mogli preživjeti. Njezino je gravitacijsko polje tako snažno, da bi astronaut koji bi padao prema njezinu središtu osjetio da je privlačenje u donjem dijelu tijela mnogo snažnije od onoga u gornjem dijelu tijela. Zato bi ga mnogo brže i snažnije privlačenje u donjem dijelu tijela beskonačno razvuklo i pretvorilo u špaget.

Slika je dobivena uz pomoć radioteleskopa raspoređenih diljem Zemlje, čime je stvoren teleskop velik kao naš planet

Zanimljivo je da gravitacija inače ne utječe na svjetlost, ali prema Einsteinovoj općoj teoriji relativnosti (1916) gravitacija se opisuje kao zakrivljenost prostor-vremena. Masivna tijela zakrivljuju okolni prostor, a to zakrivljenje određuje kako će se druga tijela ili svjetlost u tom prostoru gibati. Zbog toga svjetlost ne može izaći iz crne rupe.

Treba napomenuti da je slika dobivena uz pomoć radioteleskopa raspoređenih diljem Zemlje, čime je stvoren teleskop velik kao naš planet. Time je postignuta velika rezolucija snimanja koju ne bi mogao imati svaki pojedini teleskop. Uz pomoć sedam radioteleskopa snimljen je zapravo rub ili silueta supermasivne crne rupe koja se nalazi u središtu galaksije Messier 87 (M87), udaljene 53,5 milijuna svjetlosnih godina od Zemlje. Boje koje se vide na fotografiji su umjetne jer je tehnika snimanja različita od obične svjetlosne fotografije. Radiovalovi su samo dio spektra elektromagnetskih valova kojima pripada i vidljiva svjetlost. Radioteleskopi sa sedam lokacija na Zemlji počeli su prije dvije godine gledati u istu točku na noćnom nebu, u smjeru navedene galaksije, što je zapravo primjena interferometrijske tehnike kojom se povećava razlučivost snimke zbog više lokacija teleskopa.

Preciznost mjerenja povezana je s velikim izazovima, a podaci spremani s točno zabilježenim vremenom opažanja. Tako kombinirani signali sa svih teleskopa spajani su da bi se mogla iskonstruirati slika. Objavljena slika rezultat je rada velikog broja znanstvenika, što pokazuje da se danas za velike eksperimentalne rezultate često trebaju udružiti sredstva i talenti više razvijenih država. Ta tehnologija snimanja otvara sada još jedno novo područje u astronomiji, slično kao i detekcija nedavno otkrivenih gravitacijskih valova. S ovom snimkom opažanje crnih rupa dobilo je izravnu eksperimentalnu potvrdu, što je uvijek važan korak u znanosti. Bez eksperimentalne potvrde ne dobiva se ni Nobelova nagrada, a važnost eksperimenta uočena je u 16. stoljeću, kad je napravljen odmak od aristotelovskoga pristupa znanstvenim pitanjima u kojem se samo razmišljanjem moglo doći do znanstvenih istina. Tek s razvojem eksperimentalnih tehnika u traženju odgovora na znanstvena pitanja razvili su se proizvodi koji su iz temelja promijenili gospodarstva država u kojima su se takvi odgovori tražili. Tako će biti i u ovom slučaju snimke siluete crne rupe. Goleme količine podataka trebale su biti obrađene, što je sigurno unaprijedilo analizu takvih podataka. Treba reći da još nije napravljena snimka masivne crne rupe iz središta naše galaksije jer je masa te crne rupe dosta manja od ove opažene pa je potrebno više vremena za obradu rezultata, a i rezolucija opažanja je na granici da bi se to moglo i napraviti. Trenutno možemo na taj način snimiti samo crne rupe koje su dovoljno blizu i dovoljno masivne. Dovoljno masivne u slučaju crne rupe iz galaksije M87 znači šest milijardi puta veće mase od mase Sunca (to je tisuću puta veća masa od mase crne rupe u našoj galaksiji), a dovoljno blizu znači 55 milijuna svjetlosnih godina udaljene od Zemlje, što je dvije tisuće puta dalje od crne rupe u središtu naše galaksije. Ti omjeri masa i udaljenosti govore da ćemo vjerojatno uskoro moći vidjeti i siluetu crne rupe Sagittarius A* iz središta naše galaksije.

Nešto slično u vezi s omjerima veličina i udaljenosti možemo uočiti ako promatramo Mjesec i Sunce, koji gledani sa Zemlje izgledaju jednako veliko pa je zato i moguća potpuna pomrčina Sunca. Još jedna razlika između crne rupe u našoj galaksiji (Mliječna staza) i one u M87 jest da naša crna rupa ne stoji mirno dok je pokušavamo snimiti, dok je ona iz M87 više kooperativna. Proučavanje crnih rupa u različitim dijelovima svemira dat će nove informacije o njihovu ponašanju. Treba naglasiti da ništa fundamentalno novo nije pronađeno s ovom snimkom siluete crne rupe. To je samo dodatna potvrda opće teorije relativnosti, ali svaka eksperimentalna potvrda u drugom području opažanja veoma je vrijedan doprinos znanosti, a time posredno i razvoju tehnologije, od čega profitira čovječanstvo.