ასტრონომებმა წარმოადგინეს ფოტო, რომელსაც მთელი მსოფლიო მოუთმენლად ელოდა, რომელზეც ასი წლის წინ ოცნებობდა აინშტაინი; სურათი, რომლის ნახვასაც ვერ მოესწრო ლეგენდარული სტივენ ჰოკინგი — თქვენ წინაშეა შავი ხვრელის რეალური გამოსახულება.
მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპის პროექტის ფარგლებში ჩართული იყო მსოფლიოს რვა უმძლავრესი რადიოტელესკოპი, რომლებიც ერთობლივად, დედამიწის ზომის ტელესკოპს წარმოქმნიდნენ. საერთაშორისო პროექტის მიზანი შავი ხვრელისთვის ფოტოს გადაღება იყო. რამდენიმე წუთის წინ, სპეციალურ პრესკონფერენციაზე მეცნიერებმა შედეგები წარმოადგინეს — სუპერმასიური შავი ხვრელისა და მისი ჩრდილის პირველი ვიზუალური გამოსახულება.
ფოტოზე ასახულია ქალწულის გალაქტიკათგროვაში მდებარე მასიური გალაქტიკა M87-ის ცენტრში არსებული სუპერმასიური შავი ხვრელი. ეს გიგანტური შავი ხვრელი ჩვენგან 55 მილიონი სინათლის წლით არის დაშორებული, მისი მასა კი მზის მასას 6,5 მილიარდჯერ აჭარბებს.
შავი ხვრელები ექსტრაორდინარული კოსმოსური ობიექტებია, რომლებსაც უზარმაზარი მასა, მაგრამ მოკრძალებული ზომები აქვთ. მისი უზარმაზარი გრავიტაციისგან გაქცევა არაფერს ძალუძს, მათ შორის სინათლესაც კი. შავი ხვრელი ამრუდებს სივრცე-დროს და წარმოუდგენლად აცხელებს მის მიმდებარედ არსებულ მატერიას.
მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპი საერთაშორისო თანამშრომლობის წლობით მუშაობის შედეგია, რომელიც მეცნიერებს სრულიად ახალ გზას სთავაზობს სამყაროს ერთ-ერთი ყველაზე ექსტრემალური ობიექტების შესასწავლად.
The first ever image of a black hole.
Taken by Event Horizon Telescope. #EUFunded.#RealBlackHole. pic.twitter.com/seOgqfkuYL— European Commission 🇪🇺 (@EU_Commission) April 10, 2019
შავი ხვრელების არსებობა პირველად ასი წლის წინ ალბერტ აინშტაინმა იწინასწარმეტყველა ფარდობითობის ზოგად თეორიაში.
დედამიწის ზომის ტელესკოპი
მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპის პროექტი 200-ზე მეტი მეცნიერისგან შემდგარი საერთაშორისო კონსორციუმია, რომელზეც ისინი თითქმის ოცი წლის განმავლობაში მუშაობდნენ. პროექტი სახელს იღებს უკან არდაბრუნების წერტილიდან — საზღვარი შავ ხვრელთან, რომლის გადაკვეთის შემდეგაც, ობიექტის გრავიტაციისგან გაქცევა და უკან დაბრუნება აღარაფერს შეუძლია, მათ შორის არც სინათლეს.
„შავი ხვრელი ჩაფლულია კაშკაშა რეგიონში, რომელიც გაზის მანათობელ დისკოს წააგავს. შავი ხვრელი უნდა იყოს ამ სიკაშკაშეში ჩაძირული ჩრდილის მსგავსი ბნელი რეგიონი, რაც აინშტაინმაც იწინასწარმეტყველა, მაგრამ ამ დრომდე არასოდეს გვქონდა ნანახი“, — აღნიშნავს მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპის პროექტის საბჭოს თავმჯდომარე ჰეინო ფალკი.
მისი თქმით, ამ ჩრდილს წარმოქმნის გრავიტაციული გამრუდება და მოვლენათა ჰორიზონტის მიერ სინათლის დაჭერა. მოვლენათა ჰორიზონტი, იგივე უკან არდაბრუნების წერტილი არის რეგიონი შავი ხვრელის გარშემო, რომლის გადაკვეთის შემდეგ, უკან დაბრუნება არაფერს შეუძლია, მათ შორის სინათლესაც კი.
პროექტის მთავარი სამიზნე ორი შავი ხვრელი იყო — გალაქტიკა M87-ის ცენტრალური შავი ხვრელი, რომლის მასაც მზის მასას 6,5 მილიარდჯერ აღემატება და ჩვენი გალაქტიკა ირმის ნახტომის სუპერმასიური შავი ხვრელი მშვილდოსანი A*. ეს უკანასკნელი საკმაოდ მოკრძალებულია M87-ის შავ ხვრელთან შედარებით, რადგან მისი მასა მხოლოდ 4,3 მილიონი მზის მასას უდრის.
ირმის ნახტომის ცენტრალური შავი ხვრელი მშვილდოსანი A* ჩვენგან 26 000 სინათლის წლით არის დაშორებული, M87-ის შავი ხვრელი კი 55 მილიონი სინათლის წლით.
დედამიწის გადმოსახედიდან, მშვილდოსანი A*-ს მოვლენათა ჰორიზონტი იმდენად პატარაა, რომ დაახლოებით იგივეა, რაც მთვარეზე დაინახოთ ფორთოხალი ან ნიუ-იორკიდან ლოს-ანჯელესში წაიკითხოთ გაზეთი.
ასეთი ობიექტისთვის ფოტოს გადაღება დედამიწის არც ერთ ცალკეულ ტელესკოპს არ შეეძლო, სწორედ ამიტომ შეიქმნა მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპთა ქსელი. პროექტის ფარგლებში, ერთმანეთთან დააკავშირეს აშშ-ში, მექსიკაში, ესპანეთში, ჩილეში, ანტარქტიდაზე და მსოფლიოს სხვა ადგილებში განთავსებული რადიოტელესკოპები. შედეგად წარმოიქმნა დედამიწის ზომის ვირტუალური ტელესკოპი.
მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპის ჯგუფი ამ მეგასკოპით ორ სუპერმასიურ შავ ხვრელს 2-2 კვირიანი უწყვეტი დაკვირვებების ფარგლებში სწავლობდა, პირველად 2017 წლის აპრილში, მეორედ კი 2018 წლის აპრილში. დღეს წარმოდგენილი ფოტო დაკვირვებების პირველი სერიის შედეგად არის მიღებული.
დიდი ოდენობით ინფორმაცია
რატომ დასჭირდა პირველი შედეგების მიღებას ორი წელი? მიზეზი საკმაოდ დამაჯერებელია. დაკვირვების ყოველ ღამეს გროვდებოდა 1 პეტაბაიტი ინფორმაცია, შესაბამისად, წარმოუდგენლად დიდ დროს წაიღებდა მათი გადაცემა. გამომდინარე აქედან, ჯგუფმა ძველებურ მეთოდს მიმართა და მონაცემები ხელით, უშუალოდ ტელესკოპებიდან, მყარი დისკებით წამოიღეს.
„ამხელა მონაცემების ინტერნეტით გადაცემა უბრალოდ შეუძლებელი იყო. შესაბამისად, იძულებული გავხდით, ტელესკოპებიდან ხელით ამოგვეღო მყარი დისკები და შემდეგ ფოსტით გაგვეგზავნა ერთი ადგილიდან მეორეზე. ამ შემთხვევაში, ეს გზა გაცილებით სწრაფია, ვიდრე ნებისმიერი კაბელი“, — აღნიშნავს პროექტის მეცნიერი დიმიტრიოს პსალტისი.
ლოგიკურია, რომ შენელდა მონაცემთა ანალიზიც. მაგალითად, ანტარქტიდაზე, სამხრეთ პოლუსთან განთავსებული ტელესკოპიდან მონაცემების წამოღება 2017 წლის დეკმებრამდე ვერ მოხერხდა, სანამ არ დათბა, რათა იქ თვითმფრინავი მისულიყო.
ასევე რთული იყო მონაცემთა შეჯერება და კალიბრირება, რომ აღარაფერი ვთქვათ მკვლევართა ჯგუფის მიერ გამოჩენილ განსაკუთრებულ სიფრთხილეზე.
რას ნიშნავს ეს ყოველივე
მეცნიერთა განცხადებით, მოვლენათა ჰორიზონტის ტელესკოპს ორი მთავარი მიზანი ჰქონდა — შავი ხვრელის მოვლენათა ჰორიზონტის ფოტოს გადაღება და აინშტაინის ფარდობითობის ზოგადი თეორიის შემოწმება.
აინშტაინამდე, გრავიტაცია ფრიად იდუმალ ძალად ითვლებოდა. თუმცა, ზოგადი ფარდობითობა მას აღწერს, როგორც სივრცე-დროის გამრუდებას — ისეთი მასიური ობიექტები, როგორებიცაა პლანეტები, ვარსკვლავები და შავი ხვრელები წარმოქმნიან ერთგვარ ჩაზნექილობას სივრცე-დროში, დაახლოებით ისე, როგორც ბეისბოლის ბურთი წარმოქმნიდა ბატუტზე მოთავსებისას. ამ გამრუდებას მიჰყვებიან ახლომდებარე ობიექტები, რომლებიც იქ ერთგვარად ჩაიჭედებიან და ემორჩილებიან ცენტრალურ მასას.
ზოგადმა ფარდობითობამ წარმოუდგენლად დიდი როლი შეასრულა მეცნიერებაში, ჩააბარა მრავალი ტესტი, რომლითაც ის მეცნიერებმა შეამოწმეს. თუმცა, მოვლენათა ჰორიზონტის პროექტი კიდევ ერთი ასეთი ტესტი იყო ექსტრემალურ გარემოში, რომელშიც შესაძლოა, პროგნოზები რეალობას არ დამთხვეოდა.
„თუკი სილუეტი თეორიებზე დაფუძნებულ სიმულაციებს დაემთხვეოდა, ეს იმას ნიშნავდა, რომ აინშტაინი 100 პროცენტით მართალი იყო. თუმცა თუ პასუხი უარყოფითი იქნებოდა, ეს იმას ნიშნავდა, რომ მის თეორიაში გარკვეული ხარვეზებია და მოგვიწევდა სხვა ექსპერიმენტთა ჩატარებაც“, — აღნიშნავს პროექტის მეცნიერი დიმიტრიოს პსალტისი.
თუმცა, დღეს დადასტურდა, რომ აინშტაინის თეორიაში ასეთი საეჭვო ადგილები არ არსებობს, ყოველ შემთხვევაში, ამ მომენტისათვის — მოვლენათა ჰორიზონტის დაკვირვებები გალაქტიკა M87-ზე სრულ თანხვედრაშია ზოგადი ფარდობითობის პროგნოზებთან.
მიღებული შედეგები ასტრონომებს დიდად დაეხმარება შავი ხვრელების უკეთ შესწავლაში. მაგალითად, მისი პირველი პირდაპირი ფოტო დიდ სინათლეს მოჰფენს შავ ხვრელში გაზის სპირალების ჩადინების პროცესს. გარდა ამისა, მოვლენათა ჰორიზონტის ფოტომ შეიძლება ასევე გვითხრას, ბრუნავს თუ არა შავი ხვრელი.
გარდა ამისა, ახალი მონაცემების შედეგად გაირკვევა, როგორ არის მატერია გადანაწილებული შავი ხვრელის გარშემო. თანდათანობით კი, მომავალი დაკვირვებისას, ასტრონომებმა შეიძლება დაადგინონ ისიც, რა გავლენას ახდენენ სუპერმასიური შავი ხვრელები თავიანთ მასპინძელ გალაქტიკათა ევოლუციაზე გრძელვადიან პერსპექტივაში.
ახალი პერსპექტივები
ახალი ფოტოს მნიშვნელობა უზარმაზარია და მხოლოდ ასტროფიზიკოსთა ინტერესებს სცდება.
პროექტის მეცნიერთა განცხადებით, ამ ფოტომ შეიძლება უმნიშვნელოვანესი როლი შეასრულოს მეცნიერების ფარგლებს გარეთაც. ფოტოებს შეუძლია შეცვალოს ჩვენი წარმოდგენა საკუთარი თავისა და სამყაროში ჩვენი ადგილის შესახებ. პროექტის მკვლევარი დენ მარონე იხსენებს სახელგანთქმულ ფოტოს, სახელად „დედამიწის ამოსვლა“, რომელიც 1968 წელს მთვარიდან გადაიღო „აპოლო 8-ის“ ასტრონავტმა ბილ ანდერსმა. ამ ფოტომ ფართო მასებს წარმოდგენა შეუქმნა, თუ როგორია ჩვენი პლანეტა რეალურად — სიცოცხლის ეული სადარაჯო წყვდიადის უსასრულო ზღვაში.
ნასას მკვლევრის, ფიონა ჰარისონის თქმით კი, რეალური შავი ხვრელის, თუნდაც მისი სილუეტის ხილვა ნამდვილად სამეცნიერო ფანტასტიკის სფეროა. გასათვალისწინებელია ისიც, რომ დღეს ჩვენ ვიხილეთ პროქეტის მხოლოდ პირველი ფოტოები და უდავოა, რომ გამოსახულებები თანდათან გაუმჯობესდება.
მომზადებულია eventhorizontelescope.org-ისა და space.com-ის მიხედვით.
