Kara delikleri görüntüleme arayışı bize evrenimiz hakkında ne söyleyebilir?

Kısa bir süre önce, bir kara deliği fotoğraflama fikri, bir tek boynuzlu atı fotoğraflamak kadar donkişotvariydi. Şimdi, bilim adamları iki farklı süper kütleli kara deliğin bir değil iki görüntüsüne sahipler ve ikisi de alevli çörekler kadar büyülü görünüyor.

Smithsonian’ın bilim ve araştırma sekreteri ve NASA’nın eski baş bilim adamı Ellen Stofan, Perşembe günkü açıklama sonrası bir panelde, “Kara deliklerin tamamen teorik olduğu zamanları hatırlıyorum” dedi. Stofan’ın moderatörlüğünde gerçekleşen söyleşi, Harvard liderliğindeki bilim adamlarından oluşan ekibin dört üyesini bir araya getirdi ve 2019’da dünyaya bir kara deliğin ilk görüntüsünü ortaya çıkardı – galaksisi Messier 87’den sonra M87 olarak adlandırılan bir dev. Panel tartışmasından saatler önce, ekip ikinci bir görüntü paylaştı: kendi Samanyolu galaksimizin merkezindeki ışık ve kozmik enkazla beslenen kara delik Yay A-yıldızının (veya Sgr A*) yakın çekimi.

Astrofizik Merkezi tarafından yönetilen 100’den fazla bilim insanından oluşan uluslararası bir ekip olan Event Horizon Telescope işbirliğinin kurucu direktörü Shep Doeleman, “Artık ilk kez kara delikler gördüğümüze şüphe yok” dedi. Harvard ve Smithsonian. “Bu, astronomide yeni bir çağın şafağı.”

Bu yeni çağda, bilim adamları Einstein’ın uzun süredir devam eden yerçekimi ve görelilik teorilerini kanıtlayabilir veya çürütebilir, Dünya 2.0’ı bulabilir veya başka bir evrene giden bir solucan deliği keşfedebilir. (Sonuncusu, arsızca başka bir evrenden geldiğini söyleyen Doeleman için o kadar zor olmayacak.)

Bir kara deliğin fotoğrafını çekmek göründüğünden daha da zor. Astrofizik Merkezi’nin mühendis ve baş teknoloji sorumlusu Kari Haworth, çok uzaktaki nesnelerin görüntülerini yakalamak için “Dünya büyüklüğünde bir teleskopa ihtiyacınız olacak” dedi. “Bunu yapmadık çünkü bu imkansız ve birçok insanın görüşlerini mahvedecek” dedi.

Bunun yerine, araştırmacılar Hawaii, Şili, Meksika, İspanya, Fransa ve diğer yerlerde konumlandırılmış bireysel makineleri koordine ederek Dünya’yı dev bir teleskopa dönüştürdüler. Her takım aynı anda bir fotoğraf çekmek zorunda kaldı. Kara delikler çok yaklaşan her şeyi silip süpürdükleri için – hatta ışık bile – görülemezler. Ancak büyük kütleçekimleri yakındaki ışığı ve döküntüleri içeri çekip sıkıştırarak enerjiyle dolup taşan dönen gazlı bir girdap yaratır. Doeleman bunu “Düşen maddeyi parlaklığa dönüştürmek” şeklinde ifade ediyordu.

Bu parlaklık görülebilir ve fotoğraflanabilir. Kara deliğin yerçekimi alanına çekilen ışığın bir kısmı, kaçmadan ve nereden geldiğinin bir görüntüsünü taşıyarak Dünya yönünde ateş etmeden önce bir U dönüşü veya bir döngü-de-loop yapar. EHT ekibinin son fotoğrafı, her bir teleskop tarafından çekilen ve birbiri üzerine yığılmış fotoğrafların bir bileşimidir. Zamanın çok hassas bir anında yakalanan hafif olan tüm bu verileri birleştirmek için ekibin bir garip başarıya daha ulaşması gerekiyordu. Her teleskop ekibi ışığını dondurdu, sabit disklerde sakladı (internet üzerinden göndermek için çok büyük) ve uçakla tek bir merkezi konuma uçurdu.

Yıldız tedavisi gören ilk kara delik olan M87, Yay A-yıldızından yaklaşık 1000 kat daha büyük ve çok daha kararlı, ancak görüntüler neredeyse aynı çıktı, EHT ve Albert Einstein için bir darbe. Einstein, karadeliklerin yalnızca üç özelliğinin (kütle, dönüş ve yük) olduğunu ve (astrofizikçilerin ek özellikler demeyi sevdikleri gibi) “saç” olmadığını kuramlaştırdı. Tek fark, Yay A-yıldızının görüntüsünde hafif bir bulanıklık. Astrofizikçi Paul Tiede, galaksimizin kara deliğinin daha telaşlı, küçük bir çocuk kadar kıpır kıpır ve sürekli değişen bir şeyin net bir resmini çekmenin daha zor olduğunu söyledi. Ayrıca, bizimle Yay A-yıldızı arasında, görüntüleri biraz olsun belirsizleştiren bir miktar kozmik çorba var. “Buna rağmen,” dedi Tiede, “bu görüntülerin ne kadar benzer olduğu beni hâlâ şaşırtıyor.”

Karadelikler anlatılırken, onların uzaydaki her şeyi küvet gideri gibi emen doyumsuz canavarlar olmalarını bekleyebilirsiniz. Tam olarak değil. Evrendeki en güçlü nesneler olsalar da – Doeleman, Dünya’yı ikiye katlayarak oluşan bir kara deliğin Manhattan’ı bir yıl boyunca güçlendirebileceğini söyledi – tüm galaksileri yutmuyorlar, sadece uzay-zamanı çarpıtıyorlar ve nesneleri amaçlarından uzaklaştırıyorlar. yollar.

Bu iyi bir haber çünkü EHT ekibi her galaksinin merkezinde süper kütleli bir kara delik olduğundan şüpheleniyor. Ancak bu yeni görüntülerle bile Tiede, “Onlar hakkında neredeyse hiçbir şey bilmiyoruz” dedi. (Kara deliklerin neden çörek şeklinde olduğu sorulduğunda, “Çünkü lezzetliler” diye yanıtladı.)

Panel tartışmasına Poe adlı evcil hayvan kara deliğini (iki pörtlek gözlü yumuşak bir kara küre) getiren Angelo Ricarte, “Kara delikler, mevcut fizik ve astrofizik bilgimizin sınırında yaşıyor” dedi. Bu yeni görüntüler şimdiden Ricarte ve diğer bilim adamlarının kara deliklerin yörüngesindeki aşırı ısınmış gazların tuhaf fiziğini ve devlerin bu gazları herhangi bir yöne bir milyon ışıkyılı boyunca nasıl püskürttüğünü incelemelerine yardımcı oluyor. Ricarte, bu jetlerin “kozmik köken hikayemizi” açıklamaya yardımcı olabileceğini, galaksimizin nasıl geliştiği üzerinde derin etkileri olabileceğini veya her şeyin bir teorisini desteklemek için çok büyük ve çok küçük teorileri arasında köprü oluşturabileceğini söyledi. “Bu aşırı ortamda hala tam olarak anlamadığımız birçok şey var” dedi.

Daha iyi bir anlayış elde etmek için Doeleman, Dünya yörüngesindeki bir uyduya başka bir görüntüleme cihazı koyarak daha da büyük bir teleskop inşa etmek istiyor. Ayrıca bir kara deliğin fotoğrafından daha heyecan verici bir şey yakalamayı umuyor: bir kara deliğin filmi.

“Maddenin yörüngelerini zamanlayabilseydik, bu Einstein’ın teorisinin tamamen farklı bir testi olurdu” dedi.

Bu hikayenin izniyle yayınlanmıştır. Harvard Gazetesi, Harvard Üniversitesi’nin resmi gazetesi. Ek üniversite haberleri için, adresini ziyaret edin. Harvard.edu.