V stredu 10. apríla 2019 Ďalekohľad udalostí (EHT) zverejnil prvú fotografiu a čierna diera alebo čierne diery, presnejšie čierna diera v strede špirálovej galaxie M87, ktorá je od Zeme vzdialená asi 53 miliónov svetelných rokov.
Vysvetlenie toho, čo sú diery a ako sa dajú vytvoriť, nájdete tu a tu.
Krátko po zverejnení fotografie si veľa ľudí myslelo, že je podobná šiške, oko Saurona, až po mačacie oko. Aj dnes je v kyberpriestore rozptýlených veľa memov, ktoré hovoria to isté.
Je to teda skutočne čierna diera alebo mačacie oko? Poďme zistiť!
Skrátka nemôžeme. Pretože čierne diery nevyžarujú ani neodrážajú energiu v akejkoľvek podobe a z čiernej diery nemôže vychádzať nič (ani svetlo), aby ich bolo možné zo zeme zistiť. Existenciu čiernych dier je však možné zistiť prostredníctvom vplyvu ich gravitačného poľa na iné nebeské telesá.
To znamená včerajšia fotka Hoax prosím!
Jesť, počkajte chvíľu. Nerobte unáhlené závery. Je to v podstate čierna diera neviditeľný. Keď je však objekt, napríklad hviezda, dostatočne blízko horizontu udalostí čiernej diery, táto hviezda to zažije prílivová porucha. Je to jav, keď je hviezda zničená v dôsledku obrovských slapových síl.
Keď materiál, z ktorého sú tieto hviezdy, padá do čiernej diery, vytvoria niečo, čo sa volá akrečný disk, alebo to radšej volám krúžok s čiernymi dierami.
Hmota v prstenci čiernej diery bude krúžiť okolo čiernej diery, kým nakoniec stratí svoju gravitačnú energiu a padne najedený čierna diera. Tieto materiály sa budú navzájom trieť, takže teplota stúpa a vyžarujú elektromagnetické vlny v rôznych vlnových dĺžkach. To nám umožňuje vizuálne pozorovať čierne diery.
Prečítajte si tiež: Vedecké metódy a prípad kyanidovej kávyĎalekohľad udalostí (EHT) je medzinárodný projekt, ktorého cieľom je pozorovať prostredie okolo supermasívnej čiernej diery Sagittarius A * a supermasívnej čiernej diery v strede galaxie M87. EHT sa skladá z 10 rádiových ďalekohľadov, ktoré sú rozptýlené na niekoľkých miestach na Zemi a sú navzájom spojené tak, aby vytvorili virtuálny ďalekohľad o veľkosti zeme.
EHT využíva interferometrické metódy na získanie snímok čiernych dier. Všetky zodpovedajúce údaje zhromaždené každým ďalekohľadom budú skombinované tak, aby vytvorili interferenčný obrazec. Interferenčný obrazec obsahuje informácie o pozorovanej čiernej diere.
Pretože však počet ďalekohľadov, ktoré zhromažďujú údaje, je stále relatívne malý a nie je rovnomerne rozmiestnený po zemskom povrchu, je množstvo informácií nepozorovaných. Z tohto dôvodu vyvinula EHT algoritmus, ktorý dokáže vyplniť informačné diery.
Stručne povedané, algoritmus funguje interpoláciou a extrapoláciou údajov na základe vzorov vytvorených zo zozbieraných údajov. Potom algoritmus spracuje dáta na jeden obrázok.
Existuje však veľa možných obrázkov, ktoré je možné pomocou algoritmu generovať na základe zhromaždených údajov. Opäť je to preto, že zhromaždené údaje sú stále relatívne malé. Preto si vyberte jeden (alebo skupinu) najlepších obrázkov, ktoré vyzerajú rozumnejšie. Dáva tu zmysel, že tvar obrazu sa približuje tvaru predpovedanému matematickými modelmi.
Takto teda môžeme fotografovať čierne diery.
Nie je to teda fotka z mačacieho oka, však?
Mňam. Aby sme však fotografii lepšie porozumeli, musíme poznať časti čiernej diery.
Čierna diera nie je diera. Je to objekt s nekonečnou hustotou tzv jedinečnosť. Nazýva sa singularita, pretože objekt je iba jedným bodom v priestore (jediný bod vo vesmíre), ktorý nemá zväzok.
Prečítajte si tiež: Prečo sú ďalekohľady postavené na vrchole hôr, nie v rovnej púšti?Okolo singularity sú oblasti zvané Horizont udalostí alebo horizont udalostí. Táto oblasť dáva čiernej diere vlastnosti čiernej diery. Stáva sa to preto, že vo vnútri horizontu udalostí je gravitačné pole čiernej diery veľmi veľké a ani svetlo nemôže uniknúť jej gravitačnému ťahu. Preto sú čierne diery čierne. Polomer horizontu udalostí sa nazýva Schwarzschildov polomer.
Potom je tu akrečný disk alebo krúžky čiernej diery, ktoré už boli opísané. Táto časť vyžaruje veľa elektromagnetických vĺn, aby sme mohli fotografovať čierne diery. Krúžky čiernej diery obiehajú v určitej vzdialenosti od singularity a sú označované ako najvnútornejší stabilný polomer kruhovej obežnej dráhy (ISCO). Pre nerotujúcu sa čiernu dieru je polomer ISCO trikrát väčší ako polomer horizontu udalosti.
Ďalším je fotónová sféra, čo je asi 1,5-násobok polomeru horizontu udalostí. Toto je oblasť, kde môžu fotóny obiehať okolo čiernej diery! Predstavte si, že keby ste sa nachádzali v tejto oblasti, potom by ste videli zadnú časť svojho vlastného tela! Aké úžasné! (Ale neskúšaj to)
Teraz sa znova pozrite na fotografiu čiernej diery (čierna diera) M87. V strede je tmavá časť a svetlá časť, ktorá tmavú časť obklopuje. V tmavej časti je singularita priamo v strede a horizont udalostí, ktorý ju obklopuje, a svetlú časť tvorí krúžok čiernych dier a malá časť fotónová sféra.
Teraz je jasné, že fotografia je skutočne čiernou dierou a nie fotografiou z mačacieho oka, oko Saurona, alebo šišky.
Zostaňte zvedaví, chlapi!
Odkaz
- Horizont udalostí: Veda
- Čierna diera
- Ako zachytíme obrázky čiernych dier?
- Prípad prerušenia prílivu
