ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Prvu fotografiju crne rupe ikad, napravila je 29-godišnja Dr. Katie Bouman

Već ste vjerojatno vidjeli kako je znanost u srijedu ispisala povijest. Vjerojatno su geekovi i nerdovi među vama već dali izraditi majice s povijesnom fotografijom - crne rupe. Čuli smo i mnoge šale na račun te fotografije, da, izgleda kao predivni vatreni uštipak. Ali, idemo sad malo pričati o znanosti.

U srijedu, 10. travnja 2019. godine, u točno 15:00 prema srednjeuropskom vremenu, znanstvenici koji su sudjelovali u projektu Event Horizon Telescope, održali su koordinirane tiskovne konferencije diljem svijeta kako bi objavili rezultate istraživanja: prvu snimljenu fotografiju crne rupe u povijesti. U istraživanju je sudjelovalo više od 200 znanstvenika iz Afrike, Azije, Europe, Sjeverne i Južne Amerike. 

Tko je zaslužan za fotografiju?   

Dr. Katie Bouman.   

Prije tri godine, tada kao 26-godišnja studentica MIT-a, pitala se kako bi bilo po prvi put uslikati crnu rupu. Shvatila je da nijedan teleskop nije dovoljno velik za taj pothvat. Rekla je da bi to bilo kao da „pokušavate uslikati grejp na mjesecu, ali pomoću radioteleskopa. Za sliku nečega tako malenog, trebao bi nam teleskop promjera 10 000 km. A to nije praktično jer promjer Zemlje nije čak ni  13 000 km."

Dr. Bouman nema obrazovanje iz astrofizike, već diplomu iz elektroničkog i računalnog inženjerstva, ali je unatoč tome napisala algoritam koji koristi tehnologiju umjetne inteligencije i tehnologije zvane Big Data koji skupljaju fotografije s EHT-a i na taj način tvore sliku. Nazvala ga je CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors).   

Nakon toga je zajedno sa znastvenicima iz Centra za astrofiziku Sveučilišta Harvard, MIT-a i 200 astronoma EHT-a zumirala crnu rupu u središtu galaksije M87.   

Tri godine i osam milijuna gigabajta podataka kasnije, imamo fotografiju Dr. Bouman, sada 29-godišnje postdoktorandice MIT-a. Njeni su kolege zabilježili njenu reakciju na prvu fotografiju crne rupe. Osim toga, objavili su i fotografiju na kojoj je s lijeve strane Dr. Bouman s hrpom čvrstih diskova koje je koristila za stvaranje fotografije, dok je s desne strane Margaret Hamilton, također MIT-jeva znanstvenica, koja stoji kraj tornja knjiga s kodom koji je napisala kako bi pomogla poslati čovjeka na mjesec – prije točno 50 godina.   

Za usporedbu, podaci koje je Dr. Bouman skupila bili bi ekvivalent otprilike 677 963 000 000 isprintanih listova papira , ili više od milijardu knjiga.  

Zašto je ta slika tako važna? 

Za početak, zato što je to prva prava fotografija koju imamo. Crne rupe su nevjerojatno gusti objekti iz kojih ne može izaći nikakav oblik materije ili energije pa tako ni svjetlo. Sve što dođe u njihovu blizinu, tj. njihov „horizont događaja“, bit će „usisano“ i nikad se više neće vratiti. A tome je razlog njihova jaka gravitacija. Zbog toga ih je dosad bilo nemoguće vidjeti ili snimiti klasičnim teleskopima. Do sada smo imali samo kompjuterske simulacije temeljene na matematičkim izračunima. A sada smo, pomoću planetarne mreže osam zemljanih radio-teleskopa uspjeli dobiti prvu pravu fotografiju:


Photo: NASA

Osim toga, ta je fotografija nepobitni dokaz Opće teorije relativnosti koju je postavio Albert Einstein 1916. g., dakle prije 103 godine. To je geometrijska teorija koja postulira da prisutnost mase i energije zakrivljuje prostorvrijeme te da ta zakrivljenost utječe na put slobodnih čestica. Drugim riječima, što veću masu neko tijelo ima, to mu je gravitacija veća. Samo nekoliko godina kasnije, za vrijeme Prvog svjetskog rata, njemački astronom Karl Schwarzschild, koji je tada bio na ruskom frontu i zadužen za izračun artiljerijskih putanja, nekako je došao u posjed Einsteinovog rukopisa i shvatio nešto uistinu fascinantno. Shvatio je da ako uzmete sferni objekt i stisnete ga toliko da postane jako malen, prema Einsteinovom izračunu, gravitacija bi bila toliko velika da ništa iz njega ne bi moglo pobjeći, čak ni svjetlo. A to je ono što smatramo pod nazivom crna rupa. 

U idućim desetljećima teorija se počela razvijati i naposlijetku pokazala da su crne rupe neizbježni rezultat masivnih zvijezda koje su potrošile svoje nuklearno gorivo i eksplodirale u supernovu. Jezgra koja je preostala nakon te eksplozije ne bi imala mogućnost izdržati privlačnu snagu gravitacije te bi se pretvorila u crnu rupu.         

Klikni za stranicu broj dva:

12
Podijeli.