Пет любопитни и слабо известни факта за първата снимка на черна дупка
Това е първата в историята на човечеството фотография на черна дупка. Photo credit: EHT
На 10-ти април беше оповестена първата в историята на човечеството фотография на черна дупка. Снимката бе получена в границите на самодейността Event Horizon Telescope (EHT).
Но това не е най-обикновено фотографско изображение. За да няма неясноти, представям ви 10 едва известни обстоятелството за въпросната фотография.
Най-просто казано: фотографията не е направена във забележимата област на електромагнитния набор. Ако не си спомняте защо приказвам, подсещам в резюме уроците по физика от гимназията: електромагнитният набор сплотява всички типове електромагнитни лъчения. Електромагнитните талази имат следните характерности: дължина на вълната, периодичност и сила на фотона. В рамките на електромагнитния набор радиовълните са тези с най-ниска сила и най-голяма дължина на вълната, а гама-лъчите: с най-висока сила и най-малка дължина на вълната. Между тях се намират, подред с намаляването на дължината на вълната, микровълните, инфрачервените лъчи, забележимата светлина (единствената, която се възприема от човешкото око), ултравиолетовите лъчи и рентгеновите лъчи. През по-голямата част от историята човек е знаел единствено за съществуването на светлината, без да е наясно, че светът е доста по-голям и че има и други електромагнитни лъчения. Звездите и останалите небесни тела излъчват освен във забележимата област. Учените не се лимитират единствено с оптични наблюдения. Затова съществуват още рентгенови, гама-лъчеви, инфрачервени и радиотелескопи. С тях виждаме Вселената по един по-различен метод.
Независимо защо излъчване приказваме, скоростта на електромагнитната вълна е една и съща. Независимо дали става въпрос за радиовълни или забележима светлина, тя е константа и е 300 000 km/s.
В случая фотографията на черната дупка е направена в радиовълновия диапазон. Преминаваме към втория факт, а именно…
За цвят може да приказваме единствено в случай че снимаме във забележимата област. Учените са избрали да оцветят горната фотография за улеснение. Но това, че цветовете не са действителни, не значи, че фотографията не демонстрира съществуващи неща. Напротив – както черната дупка, по този начин и материята към нея също е действителна. По-скоро е мощно казано да приказваме за фотография, а за графична визуализация на получени данни.
Защо откривателите са избрали да следят в радиовълновата област, а не във забележимата светлина? Отговорът може да ви изненада: с цел да снимаме покрайнините на черната дупка с детайлности, ни е нужен толкоз огромен телескоп, че няма по какъв начин да се построи. Стигаме до третия факт:
… с други думи, всички тези телескопи са обединени в границите на един огромен виртуален телескоп. Методът се назовава интерферометрия. Но той е извънредно трудоемък и сложен. Ние решително може да твърдим, че при правенето на фотографията на черната дупка има доста повече математика, в сравнение с снимка. При това е по-удобно да се работи с дълговълново излъчване. Затова за снимането на черната дупка е определено да се работи в радиовълновия диапазон, където, както споменахме нагоре, дължините на вълните са най-големи. Видимата светлина има по-малка дължина на вълната и оптичната интерферометрия е доста по-трудна.
И по този начин, обединени са осем разнообразни радиотелескопа, намиращи се на разнообразни географски локации на земното кълбо. Така стигаме до четвърти факт:
Няма смешка, няма машинация! Полученият телескоп има 1000 пъти по-голяма разграничителна дарба от тази на галактическия телескоп “Хъбъл ”!
За да може да се изготви изображението е трябвало метеорологичните условия в районите на всичките осем радиотелескопа да са съвършени. Било е належащо телескопите да бъдат синхронизирани с безспорна точност и това е постигано благодарение на атомни часовници и суперкомпютри. Необходим е бил голям човешки труд, т.е.
Телескопите са събрали огромен размер данни – над 5 000 терабита. Било е немислимо тези данни да се трансферират онлайн. Затова даже и в днешния 21-ви софтуерен век хард дисковете са били пренасяни ръчно от една обсерватория в друга. Даже базите данни от обсерваторията в Антарктида пристигнали с месеци забавяне заради бурното време.
:
Много мнения се изписаха в интернет за фотографията на черната дупка. Станахме очевидци на голям брой смешки. Имаше даже изказани разочарования, че фотографията не е толкоз зашеметяваща колкото компютърните симулации.
Но факт е, че ние виждаме единствено крайния артикул на грамаден труд, мащабите на който мъчно може да си представим.
