Prvá fotografia čiernej diery v galaxii

12. 04. 2019

Rozhovor s astrofyzikom Romanom Nagyom z Univerzity Komenského, ktorý okrem iného povedal, že mediálne by sa dalo prezentovať, že sme videli čiernu dieru, ale my sme ju práve nevideli. Čierna diera sa nedá pozorovať, lebo žiadne svetlo nemôže uniknúť z jej vnútra. Gravitácia je tam taká veľká, že úniková rýchlosť je väčšia, ako rýchlosť svetla. Bezpochyby to patrí medzi  prelomové objavy, ktoré sa v poslednom období vynorili.

Rozhlasová stanica Slovensko - logo(10. 04. 2019; Rádio Slovensko; K veci; 18.18; Karolína Lacová)

Karolína Lacová, redaktorka: „Simulovaný pohľad, umelcova predstava či vytvorené vo fotoshope. Ani jeden obrázok čiernej diery doposiaľ nebol skutočný a až dodnes ju vlastne nikto nevidel. Medzinárodný projekt Teleskop horizontu udalostí sleduje dve obrovské čierne diery. Jednu uprostred Mliečnej dráhy, teda galaxie, v ktorej sa nachádza naša slnečná sústava, a druhú masívnejšiu v súhvezdí Panny. A práve ona je na historicky prvej fotografii čiernej diery. Na projekte pracovalo viac než dvesto vedcov a dnes popoludní oznámili výsledky pozorovaní a to na šiestich miestach po celom svete. Hovorí sa o unikátnom zábere aj o prelome v skúmaní vesmíru. Čo presne to znamená? To je otázka pre astrofyzika Romana Nagya z Univerzity Komenského.“

Roman Nagy, astrofyzik Univerzity Komenského: „Dobrý večer prajem.“

Karolína Lacová: „Pán Nagy, na úvod treba povedať, že čierna diera je neviditeľná. Má veľmi vysokú hustotu aj gravitáciu. Na fotke vidíme jej okraj nazývaný horizont udalostí. Hranicu, za ktorou z čiernej diery už nič neunikne. Vyzerá ako ohnivý kruh, ako prstenec. Vy sa ako odborník na to pozeráte inak? Čo presne sa dá z toho prvého záberu vyčítať?“

Roman Nagy: „Prvý môj dojem je taký, že presne takto sme očakávali, že by takýto obrázok mal vyzerať. Čo je naozaj fascinujúce, že tie simulácie a predikcie, ako by sa mal tieň respektíve samotná silueta čiernej diery pri takomto type pozorovaní javiť, tak takýto dojem z tejto prvej snímky máme, že potvrdila tie naše predpoklady. Takže to je zasa úžasná vec, ako mohla byť práve všeobecná teória relativity, ktorá popisuje správanie sa objektov pri takýchto veľmi hmotných čiernych dierach, teda veľkých gravitačných poliach, tak jej predikcia bola naozaj presne s tým, čo sme teraz aj dokázali pozorovať.“

Karolína Lacová: „Na tej fotke je len teda akýsi horizont udalostí, tá hranica spomínaná. Vieme podľa toho už aj vyvodiť ten obraz celkovo tej čiernej diery? Dá sa to možno tak poňať ako nejaký vesmírny lievik, vír, nejaký priestor, ktorý všetko pohltí aj svetlo a v ktorom teda všetko nenávratne zmizne?“

Roman Nagy: „My vidíme tú siluetu, respektíve tieň tej čiernej diery. Aj keď mediálne by sa to dalo prezentovať, ako že videli sme čiernu dieru, no my sme ju práve nevideli. A to je to dobre, lebo čierna diera sa nedá pozorovať, keďže nemôže žiadne svetlo uniknúť z jej vnútra čiernej diery, lebo tá gravitácia je tam taká veľká, že úbytková, úniková rýchlosť je väčšia, ako je rýchlosť svetla. A my vieme, že rýchlosť svetla je tá maximálna rýchlosť, akú hocijaký ľubovoľný objekt vo vesmíre môže dosiahnuť. Tak nemôže ani samotný fotón, ani samotné svetlo opustiť čiernu dieru. My čo môžeme pozorovať, aj teraz sa to prejavilo na týchto obrázkoch, je ako interaguje to žiarenie, ktoré je blízko hranice tej čiernej diery. Tak ako tiež ste spomenuli horizont udalostí. Čo je tá horná hranica čiernej diery, tak sa to dá najjednoduchšie predstaviť. A keď interaguje práve to žiarenie pochádzajúce z blízkeho plynu a prachu, ktorý sa nachádza pri tejto čiernej diere, pri tomto horizonte udalostí, tak toto žiarenie interaguje s týmto horizontom udalostí, ktorá je gravitačne teda zakrivuje priestoročas tá čierna diera. A v takto zakrivenom priestoročase sa nám práve tie fotóny, to svetlo, ktoré pochádza z toho plynu, zakrivuje a vytvára tento efekt toho ohnivého kruhu.“

Karolína Lacová: „Ešte také základné údaje. Táto konkrétna čierna diera má hmotnosť ako asi teda šesť a pol miliardy našich sĺnk. A od Zeme je ďaleko päťdesiatpäť miliónov svetelných rokov. Ten vedecký tím povedal, že veda sa bude deliť na obdobie pred touto fotografiou a po nej. Aký význam má tento záber pre ten výskum vesmíru? Ide skutočne z vášho pohľadu o prelom v astronómii?“

Roman Nagy:  Keďže vieme, že tá čierna diera je, ako ste spomínali, veľmi, veľmi, veľmi hmotná. To je nepredstaviteľná hmotnosť šesť a pol miliardy hmotnosti Slnka. Tak aj to gravitačné pôsobenie pri jej horizonte udalostí je naozaj extrémne silné. A práve v týchto extrémnych situáciách sme my nemali doteraz možnosť testovať napríklad všeobecnú teóriu relativity. Tak toto umožňuje testovať túto jednu zo základných zatiaľ sa javiacich ako fundamentálnych teórií v takýchto extrémnych podmienkach.“

Karolína Lacová: „Hovoríte o tej teórii relativity. Aký dosah bude mať tento objav na fyziku? Možno tak veľmi stručne, laicky. Hovorí sa teda, že čierne diery popierajú zákony fyziky. Čo z toho možno vyplynie?“

Roman Nagy: „Samotná všeobecná teória relativity nám hovorí, ako sa správajú objekty práve v takýchto silných gravitačných poliach. A zo štúdia práve týchto obrazcov, ktoré aj pri štúdiu ďalších čiernych dier pomocou takejto technológie budeme môcť v budúcnosti sledovať, tak môžeme študovať presne tie detaily, že kým spôsobom sa to svetlo správa v blízkosti čiernej diery. Či je to v úplnej zhode so všeobecnou teóriou relativity. Takže testovať tú teóriu na tých naozaj hraničných situáciách. Samotná čierna diera ale je tiež predikovaná práve teóriou relativity, ktorá hovorila o tom, že by mali vo vesmíre existovať také objekty, ktoré sa napríklad masívne hviezdy, ktoré sa zrútia do seba a vytvoria takzvanú singularitu, čiže nejaký bod s nekonečnou hustotou. A to je to práve to v centre čiernej diery. No a takéto objekty boli predikované všeobecnou teóriou relativity a teraz sú už dokonca priamo pozorované. Takže v tomto zmysle je ten prínos, že dokážeme sledovať tie najextrémnejšie situácie vo vesmíre a pozrieť sa na fyzikálne teórie, ktoré by ich dokázali dobre vysvetliť. Samotná všeobecná teória relativity sa ale prakticky využíva dennodenne, lebo na základe nej môžeme sa navigovať pomocou GPS navigačných systémov alebo Galileo navigačným systémom Takže bez všeobecnej teórie relativity by sa ani takáto jednoduchá vec ako navigačné systémy nefungovali. Takže ako v tých bežnejších situáciách už máme všeobecnú teóriu relativity dobre overenú. A práve chýbali tieto extrémne situácie, čo práve gravitačné vlny a takéto priame pozorovanie čiernych dier umožnia študovať.“

Karolína Lacová: „Spomenuli ste to zrútenie tých hviezd do seba. Toto je najčastejší možno vznik tej čiernej diery? Vzniká z umierajúcej hviezdy? Ako môže potom zaniknúť?“

Roman Nagy: „To je bežná situácia, že veľmi, veľmi hmotné hviezdy, rádovo desiatky násobkov hmotnosti Slnka, čiže naozaj veľké masívne hviezdy skončia svoj život ako supernovy. A jedna z možností, ako tá supernova skončí je to, že vznikne z nich práve takáto čierna diera.“

Karolína Lacová: „Ten projekt celý je unikátny tým, že sa na ňom zúčastnilo viacero rádiových teleskopov a observatórií napríklad aj v Chile či na Južnom póle a spolu vytvorili akýsi virtuálny teleskop vo veľkosti Zeme. Dá sa povedať alebo vieme povedať, čo bude jeho ďalšou úlohou?“

Roman Nagy: „No, ďalšia úloha bude pravdepodobne spočítať pokračovať v takomto type výskumu. Čiže určite táto misia nie je skončená. Dôležité je poznamenať, že tieto teleskopy fungujú aj samostatne. Čiže toto je len taká spolupráca naozaj veľkého množstva teleskopov, ktoré vďaka interferometrii dokázali vytvoriť takýto virtuálny teleskop o veľkosti v podstate celej zemegule.“

Karolína Lacová: „Ešte na záver, my vlastne veľa o tých čiernych dierach nevieme. Sú teda asi najzáhadnejšími útvarmi vo vesmíre. Zakrivujú čas a priestor, to sme už povedali. Dá sa ale povedať, čo je v ich vnútri? Ak by sa tam dostal nejaký objekt alebo teoreticky človek, aký by bol jeho osud?“

Roman Nagy: „Práve toto je tá hranica nášho poznania, že my vieme popísať, aké fyzikálne zákony platia v blízkosti čiernych dier až na tom horizonte udalostí, čiže na takom okraji čiernej diery. No ale problém je, že my nevieme povedať, čo sa deje vo vnútri. Sú nejaké hypotézy a teórie, ktoré sa to snažili popísať. Ale taký vierohodný dobrý matematický, ale aj potvrditeľný popis vnútra čiernej diery nie je možný, lebo tú informáciu my z toho vnútra tej čiernej diery štandardným spôsobom nemáme ako získať. A z tohto dôvodu snažiť sa pochopiť to vnútro čiernej diery je krásna skvelá vec, ale aj veľmi náročná.“

Karolína Lacová: „Toľko astrofyzik Roman Nagy z Univerzity Komenského. Ďakujem, že ste boli v K veci, pekný večer.“

Roman Nagy: „Ďakujem pekne, dopočutia.“

Publikované z monitoringu Slovakia Online s.r.o.

(MB)

Kľúčové slová:
projekty, fyzikálne vedy, vysoké školy, astronómia, veda, výskum, rozhovor, Univerzita Komenského v Bratislave

Odbory vedy a techniky:
Prírodné vedy

Tlač