Mówienie, że Wszechświat jest pełen tajemnic, może wydawać się banalne. Ale to prawda.
Najważniejsze z nich to ciemna materia, ciemna energia i oczywiście nasi starzy przyjaciele Czarne Dziury. Czarne dziury mogą być najciekawsze ze wszystkich, a wysiłek ich zrozumienia - i obserwowania - trwa.
Wysiłek ten zostanie wzmożony w kwietniu, gdy teleskop Event Horizon (EHT) próbuje uchwycić nasz pierwszy obraz Czarnej Dziury i horyzontu zdarzeń. Celem EHT jest nikt inny jak Strzelec A, czarna potwór, który leży w centrum naszej Galaktyki Mlecznej Drogi. Chociaż EHT spędzi 10 dni na gromadzeniu danych, rzeczywisty obraz nie zostanie zakończony i będzie dostępny do 2018 r.
EHT nie jest pojedynczym teleskopem, ale wieloma radioteleskopami na całym świecie połączonymi ze sobą. EHT obejmuje supergwiazdy świata astronomicznego, takie jak Atacama Large Millimeter Array (ALMA), a także mniej znane „lunety”, takie jak Teleskop Bieguna Południowego (SPT). Udało się to dzięki postępom w bardzo długiej interferometrii linii bazowej (VLBI) możliwe jest połączenie wszystkich tych teleskopów, aby działały jak jeden duży „zasięg” wielkości Ziemi.
Łączna moc wszystkich tych teleskopów jest niezbędna, ponieważ chociaż cel EHT, Strzelec A, ma masę ponad 4 miliony razy większą niż Słońce, znajduje się w odległości 26 000 lat świetlnych od Ziemi. Ma też tylko około 20 milionów kilometrów. Ogromny, ale malutki.
EHT robi wrażenie z wielu powodów. Aby funkcjonować, każdy z teleskopów składowych jest kalibrowany za pomocą zegara atomowego. Zegary te utrzymują czas z dokładnością około trylionowej sekundy na sekundę. Wysiłek wymaga armii dysków twardych, z których wszystkie zostaną przetransportowane odrzutowcem do Obserwatorium Haystacka w MIT w celu przetworzenia. Przetwarzanie to wymaga tak zwanego komputera grid, który jest rodzajem wirtualnego superkomputera złożonego z 800 procesorów.
Ale kiedy EHT zrobi swoje, co zobaczymy? To, co możemy zobaczyć, kiedy w końcu otrzymamy ten obraz, opiera się na pracy trzech wielkich nazwisk w fizyce: Einsteina, Schwarzschilda i Hawkinga.
Gdy gaz i pył zbliżają się do czarnej dziury, przyspieszają. Nie tylko trochę przyspieszają, dużo przyspieszają, a to powoduje, że emitują energię, którą widzimy. Byłby to półksiężyc światła na powyższym zdjęciu. Czarna kropla byłaby cieniem rzucanym na światło przez samą dziurę.
Einstein nie przewidział dokładnie Czarnych Dziur, ale jego teoria ogólnej teorii względności tak. To dzieło jednego z jego współczesnych, Karla Schwarzschilda, faktycznie przykuło uwagę, jak może działać czarna dziura. Szybko w przód do lat 70. i twórczości Stephena Hawkinga, który przewidział tak zwane promieniowanie Hawkinga.
Podsumowując, cała trójka daje nam wyobrażenie o tym, co możemy zobaczyć, gdy EHT w końcu przechwytuje i przetwarza swoje dane.
Ogólna teoria względności Einsteina przewidywała, że supermasywne gwiazdy wypaczą czasoprzestrzeń na tyle, aby nawet światło nie mogło przed nimi uciec. Praca Schwarzschilda oparta była na równaniach Einsteina i ujawniła, że czarne dziury będą miały horyzonty zdarzeń. Żadne światło emitowane z poziomu horyzontu zdarzenia nie może dotrzeć do zewnętrznego obserwatora. Promieniowanie Hawkinga to teoretyczne promieniowanie ciała czarnego, które ma być uwalniane przez czarne dziury.
Moc EHT pomoże nam ogromnie wyjaśnić nasze rozumienie czarnych dziur. Jeśli zobaczymy to, co naszym zdaniem zobaczymy, potwierdzi to teorię ogólnej teorii względności Einsteina, która została potwierdzona obserwacyjnie w kółko. Jeśli EHT widzi coś jeszcze, czego w ogóle się nie spodziewaliśmy, oznacza to, że ogólna teoria względności Einsteina źle to zrozumiała. Nie tylko to, ale oznacza to, że tak naprawdę nie rozumiemy grawitacji.
W kręgach fizyków mówią, że nigdy nie mądrze jest stawiać zakłady przeciwko Einsteinowi. Udowodniono to raz po raz. Aby dowiedzieć się, czy znowu miał rację, musimy poczekać do 2018 roku.
