Σε λίγους μήνες θα δούμε «live» μια μαύρη τρύπα! We May Soon Capture The First Real Image Of A Black Hole

Για πρώτη φορά θα υπάρξουν πραγματικές εικόνες του ορίζοντα των γεγονότων μιας μελανής οπής. An MIT-led team of scientists has developed a new algorithm – named the CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors) — that could help astrophysicists take the first-ever image of a black hole. An artist’s impression of the disc of material around Sagittarius A*. Image credit: L. Calçada / ESO.

Οι επιτελείς του προγράμματος Event Horizon Telescope (Τηλεσκόπιο Ορίζοντα Γεγονότων) υποστηρίζουν ότι στις αρχές του 2017 θα καταφέρουν να καταγράψουν σε φωτογραφίες τον ορίζοντα των γεγονότων μιας μελανής οπής. Αν τα καταφέρουν θα είναι η πρώτη φορά που θα έχουμε πραγματικές εικόνες από το περιβάλλον μιας μαύρης τρύπας.

Ο «μαύρος» ορίζοντας

An artist's drawing a black hole named Cygnus X-1. It formed when a large star caved in. This black hole pulls matter from the blue star beside it. Image: M.Weiss/NASA/CXC

Σύμφωνα με τη Γενική Θεωρία της Σχετικότητας, ο ορίζοντας των γεγονότων είναι το σημείο στον χωροχρόνο εντός του οποίου τα γεγονότα δεν μπορούν να επηρεάσουν τον παρατηρητή, καθώς η βαρύτητα ισοδυναμεί με καμπύλωση του χωροχρόνου. Με απλά λόγια είναι το «σημείο χωρίς επιστροφή», δηλαδή το σημείο στο οποίο η βαρυτική έλξη γίνεται τόσο δυνατή, ώστε κάθε διαφυγή να είναι αδύνατη.

Το πρόγραμμα

The ALMA telescope array is one of many groups involved with the Event Horizon Telescope project which hopes to image black holes. Image credit: European Southern Observatory (ESO) | CC BY 4.0

Το Event Horizon Telescope είναι ένα δίκτυο εννέα ραδιοτηλεσκοπίων που είναι εγκατεστημένα σε διάφορες περιοχές του πλανήτη. Οι παρατηρήσεις των τηλεσκοπίων και η επεξεργασία τους με ένα λογισμικό που βασίζεται σε ένα νέο αλγόριθμο θα βοηθήσουν στην οπτική αποτύπωση του ορίζοντα των γεγονότων του Τοξότη Α*, της μελανής οπής που βρίσκεται στο κέντρο του γαλαξία μας. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι η εικόνα του ορίζοντα των γεγονότων της μαύρης τρύπας θα μοιάζει με μια μεγάλη ημισέληνο. Οι ερευνητές θα παρουσιάσουν την τεχνολογία με την οποία θα επιχειρήσουν να καταγράψουν τις εικόνες του ορίζοντα των γεγονότων σε συνέδριο πληροφορικής που θα γίνει σε λίγες εβδομάδες.

Τα μαλλιά των μελανών οπών

Example CHIRP reconstruction of a black hole image with the Event Horizon Telescope (EHT). The left image shows a numerical simulation of the black hole in M87, and the center image shows how this simulated image would appear to a conventional telescope that was even larger than the Earth. The EHT only samples a small number of spatial frequencies, shown as the blue dots in the next panel. The right-most image shows a reconstructed image with CHIRP using only synthetic observations with the EHT. Image: Jason Dexter, Monika Moscibrodzka, and Hotaka Shiokawa

Στις αρχές του 2016 ο διάσημος αστροφυσικός Στίβεν Χόκινγκ παρουσίασε μια νέα θεωρία για τις μαύρες τρύπες στη μελέτη των οποίων έχει αφιερώσει ουσιαστικά την ζωή του. Ο Χόκινγκ ανέπτυξε την νέα θεωρία σε συνεργασία με τον φυσικό Μάλκολμ Πέρι από το Πανεπιστήμιο του Κέιμπριτζ και τον φυσικό Άντριου Στρόμινγκερ από το Χάρβαρντ. Οι τρεις ερευνητές υποστηρίζουν ότι οι πληροφορίες που υπάρχουν στην ύλη που εισέρχεται σε μια μαύρη τρύπα δεν καταστρέφονται μαζί με αυτή αλλά αποσπώνται και αποθηκεύονται σε εξωτικές κοσμικές δομές στον ορίζοντα των γεγονότων, το αόρατο σύνορο το οποίο περιβάλλει κάθε μαύρη τρύπα στο Σύμπαν και εμποδίζει το φως να ξεφύγει. Κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι οι πληροφορίες που εισέρχονται στις μελανές οπές αποθηκεύονται σε μια κοσμική δομή την οποία ονομάζουν «μαλακά μαλλιά».

Σύμφωνα με τον Χόκινγκ και τους συνεργάτες του αυτά τα… μαλλιά αποτελούνται από φωτόνια και βαρυτόνια. Τα βαρυτόνια είναι υποθετικά στοιχειώδη σωματίδια φορείς της βαρυτικής αλληλεπίδρασης. Όπως αναφέρουν οι τρεις επιστήμονες όταν η ύλη εισέρχεται σε μια μελανή οπή οι πληροφορίες τους «απογυμνώνονται» από αυτή και… πιάνονται στα «μαλακά μαλλιά» που βρίσκονται στον ορίζοντα των γεγονότων. Η θεωρία τους δημοσιεύεται στο νέο τεύχος της επιθεώρησης «Physical Review Letters» με τον Χόκινγκ να αναφέρει ότι δεν αποκλείεται οι μαύρες τρύπες να αποτελούν πύλες επικοινωνίας με άλλα σύμπαντα