уторак, 16. април 2019.

Prvi snimak crne rupe






Vest od nekoliko dana je već stara vest, ipak događaj vredi zabeležiti.
      Pre neki dan je Heino Falcke, profesor astrofizike i radioastronomije na  Radbou Univerzitetu ( Radboud Universiteit ) u Nijmegenu ( Holandija ) predstavio prvu fotografiju crne rupe i njene senke. On je  i predložio ovaj eksperiment.
                                                           
     Do sada su crne rupe objašnjavane putem teorije relativiteta kojom je i predviđenea njihova pojava . ( 1916 god ) Ime su dobile 1969 godine (Džon Viler).     
      Foto  u budućnosti može pojasniti delovanje gravitacije i sa tim u vezi primenu  dve važne teorije fizike, Anštajnovu teoriju relativiteta  i kvantnu fiziku.  Naime ove dve teorije se međusobno potiru. To inače ne mora biti problematično jer svaka teorija vredi na svom području, jedna na velikim, druga manjim veličinama. Međutim kod gravitacije na jako malim veličinama, ove dve teorije se sudaraju. To je slučaj kod crne rupe : u njoj je sila gravitacije tako jaka da sva materija u njoj postaje stisnuta doslovno u jednu tačku- što predstavlja centar rupe- dok masa ostaje velika.     
     U budućnosti bi se moglo pojasniti koja se od ove dve teorije u tom slučaju mora prilagoditi. To je vrlo uzbudljivo jer ako se dođe do rešenja moglo bi se otkriti šta se desilo za vreme velikog praska, jer to je isti princip, samo u obrnutom smeru.

 
     Istraživanje je trajalo dve godine, snimanje je izvršeno 2017. godine radio teleskopima ( Event Horizon Teleskopa). Event Horizon je svetska mreža od osam radio teleskopa, dopunjena s još tri teleskopa. Osim toga, podaci se kombinuju s podacima iz nekoliko vrlo dugih referentnih interferometrijskih stanica razasutih oko Zemlje, koristeći se činjenicom da se zemlja okreće oko svoje osi. Zapravo, to stvara virtualni teleskop veličine Zemlje. Može se posmatrati u rasponu valnih dužina od 1,3 mm pomoću VLBI tehnike. Svaki teleskop je izmerio zračenje koje dolazi iz velikih količina plina ili zapravo plazme i prašine, za koju se uvek mislilo da je oko crnih rupa. Ovi plinoviti oblaci postaju iznimno vrući, što uzrokuje mnogo zračenja, što se može posmatrati sa Zemlje.
      Teleskopi se nalaze na egzotičnim lokacijama poput vulkana na Havajima, u Meksiku, planinama Arizone, pustinji Atakama u Čileu, španskoj Sijera Nevadi ili na Antarktiku.
     Razmak između teleskopa morao je biti precizno izmeren, teleskopi su morali biti fiksno usmereni prema objektu, snimali su u isto vreme koje je, zbog preciznosti, bilo usklađeno putem atomskog sata.
     Ekipa od 200 naučnika je usmerila teleskope prema galaksiji M87 i skenirala njeno srce.Teleskopi  su tokom jednog dana prikupljali oko 350 terabajta podataka ( snimanje je izvršeno tokom četiri dana ). Podaci koje su sakupili su bili preobimni da bi ih slali preko interneta. Umesto toga, podatke su sačuvali na stotinama hard diskova koji su zatim poslati na obradu na superračunarima u Max Planck institutu za radio astronomiju u Bonu i na MIT Haystack opservatoriji u Bostonu.


Teleskop Event Horizon je svjetska mreža od osam radio teleskopa, dopunjena s još tri teleskopa. Osim toga, podaci se kombiniraju s podacima iz nekoliko vrlo dugih referentnih interferometrijskih postaja razasutih oko Zemlje, koristeći se činjenicom da se zemlja okreće oko svoje osi. Zapravo, to stvara virtualni teleskop veličine Zemlje. Može se promatrati u rasponu valnih duljina od 1,3 mm pomoću VLBI tehnike. Svaki teleskop je izmjerio zračenje koje dolazi iz velikih količina plina ili zapravo plazme i prašine, za koju se uvijek mislilo da je oko crnih rupa. Ovi plinoviti oblaci postaju iznimno vrući, što uzrokuje mnogo zračenja, što se može promatrati sa Zemlje.

 Fotografija koju smo videli je, dakle,  plod tih snimaka i dvogodišnje obrade. 

M87 



    Crnu rupu ne bi bilo moguće videti da nema efekata koje stvara -  na rub crnog centra u sredini ( srednja slika ) ulazi gas



Snimljena crna rupa nosi ime Mesieer 87 ili skraćeno M87. Ona spada u supermasivnu crnu rupu. Naime ova crna rupa se nalazi u centru eliptične galaksije Messier 87, 55 miliona svetlosnih godina udaljena od Zemlje sa masom od 6,5 milijardi puta većom od sunca., tri miliona puta većom od Zemlje.  Masa je određena prema prema vbeličini senke,

Ono što vidimo je veće od celog našeg Sunčevog sistema. Teža je 6,5 milijardi puta od Sunca i jedna je od najtežih postojećih crnih rupa. Apsolutno čudovište. Šampion univerzuma u teškoj kategoriji crnih rupa", bokserskim rečnikom se izrazio profesor Falke.
Na fotografiji se jasno vidi „vatreni prsten", kako ga je opisao Falke. Taj prsten je oko savršeno okrugle crne rupe, a nastao je kada je pregrejani gas pao u nju.
Svetlo je jače od onog koje stvaraju milijarde zvezda zajedno i zato se tako jasno vidi čak i sa Zemlje. Rub crnog kruga u centru je mesto na kojoj gas ulazi u rupu. Ona ima tako veliku gravitacionu silu da ni svetlost ne može da pobegne.
     Senka crne rupe uzrokovana je zakrivljenjem prostora i apsorpcijom svetla u takozvanom  horizontu događaja, crne rupe. On odbija svetlo. Prema Falckeu, oblik i veličina senke savršeno se uklapaju u ono što su istraživači očekivali na temelju Einsteinove opšte teorije relativnosti i postojanja horizonta događaja.



                                                     Heino Falcke

Fotografija potvrđuje ono kako su fizičari, ali i holivudski režiseri, zamišljali crnu rupu, tvrdi doktor Ziri Junsi sa Univerzitetskog Koledža u Londonu.

"Neverovatno je da je fotografija koju vidimo tako slična našim teoretskim proračunima. Za sada deluje da je Ajnštajn još jednom bio u pravu".

„Iako se radi o relativno jednostavnim objektima, crne rupe otvaraju razna kompleksna pitanja o svemiru ali i pojmu vremena, a konačno, i našeg postojanja", rekao je Junsi.

Biće zanimljivo videti šta je kod crnih rupa drugačije od onoga što očekuju fizičari. Niko i ne zna kako se stvara blistavi prsten oko crne rupe. A još je interesantnije pitanje šta se dešava sa stvarima koje upadnu u rupu.







Zašto nije snimljena crna rupa u centru Mlečnog puta? 


Ekipa je snimala i tu crnu rupu. Nakon što su videli prve rezultate, sva pažnja je usmerena na M87 *, a ne na Strelca A *, crnu rupu u središtu galaksije Mlečni put. Prema Falckeu, problem sa Strelcem A * je da je on hiljadu  puta manji od M87 *. Iako je ta crna rupa u središtu Mlečne staze, ona je oko hiljadu puta bliža i veličina sene je usporediva, ali se također kreće hiljadu puta brže.
    To istraživači nisu unapred znali; format M87 * je prethodno bio nepoznat. Falcke je rekao da tim još uvek troši dodatno vreme radeći na Strelcu A *, iako je nejasno da li će to takođe proizvoditi takvu sliku na duge staze.


Još jednom- Šta je crna rupa?
( BBC ) 

Crna rupa je oblast svemira iz koje ništa, pa ni svetlost, ne može da pobegne. Uprkos nazivu, one nisu prazne, već sadrže veliku količinu materije gusto spakovane na malom prostoru zbog čega ima ogromnu gravitacionu silu. U svemiru postoji i oblast iza crne rupe, a ona se zove horizont događaja. Smatra se da je to „tačka odakle nema povratka" iza koje ništa ne može da pobegne gravitacionim efektima crne rupe.

            Profesor Falke je imao ideju o ovom projektu još na postdiplomskim studijama 1993. godine. Tada se mislilo da je to nemoguće. Ali on je prvi shvatio da se oko crne rupe generiše dovoljna jaka radio emisija koju bi mogli da detektuju teleskopi sa Zemlje. Setio se i naučnog rada iz 1973. godine u kojem se tvrdi da crne rupe izgledaju dva i po puta veće nego što jesu zbog ogromne gravitacije. Zbog tih faktora su neke stvari, koje su delovale nemoguće, postale moguće. Posle 20 godina Falke je uspeo da ubedi Evropski istraživački savet da finansira projekat. Američka Nacionalna Naučna Fondacija i agencije i nadležne agencije iz istočne Azije su priskočile u pomoć i učestvovale u finansiranju projekta vrednog 46 miliona evra.


      Fotografija crne rupe opravdala je tu investiciju. Profesor Falke mi je rekao da je „misija ostvarena". „Bilo je dugo putovanje, ali ovo sam hteo da vidim sopstvenim očima. Želeo sam da znam da li je stvarno?". Jedan teleskop nije bio dovoljan da se napravi slika crne rupe. Zato je u najvećem eksperimentu te vrste do sada, koji je predvodio profesor Šeperd Doelman sa Harvard Smitsonijan Centra za astrofiziku, umreženo osam teleskopa. Zajedno su formirali ono što je nazvano teleskopom Horizont događaja, a najlakše bi ga bilo opisati kao mnoštvo tanjira veličine cele jedne planete.

1 коментар: