Onsdag den 10. april 2019 Event Horizon Telescope (EHT) udgav det første foto af en sort hul eller sorte huller, for at være præcis det sorte hul i centrum af spiralgalaksen M87, som er omkring 53 millioner lysår fra Jorden.
For en forklaring på, hvad huller er, og hvordan de kan dannes, kan du læse her og her.
Kort efter at billedet blev frigivet, troede mange mennesker, at billedet lignede en doughnut, saurons øje, helt op til kattens øje. Selv i dag er der mange memer spredt i cyberspace, der siger det samme.
Så er det virkelig et sort hul eller en katteøje? Lad os finde ud af det!
Kort sagt kan vi ikke. Fordi sorte huller ikke udsender eller reflekterer energi i nogen form, og intet (endda lys) kan komme ud af det sorte hul, der kan detekteres fra jorden. Imidlertid kan eksistensen af sorte huller detekteres gennem indflydelse af deres tyngdefelt på andre himmellegemer.
Betydning gårsdagens foto Fupnummer Vær venlig!
Vent, vent et øjeblik. Gå ikke til konklusioner. Det er dybest set et sort hul usynlig. Men når et objekt, såsom en stjerne, er tæt nok på det sorte huls begivenhedshorisont, vil den stjerne opleve det tidevandsforstyrrelseshændelse. Det er et fænomen, hvor stjernen ødelægges på grund af de enorme tidevandskræfter.
Da materialet, der udgør disse stjerner, falder ned i det sorte hul, vil de danne noget, der kaldes tilvænningsdisk, eller jeg foretrækker at kalde det en ring til sort hul.
Sagen i det sorte huls ring kredser om det sorte hul, før den endelig mister sin tyngdekraft og falder spist sort hul. Disse materialer gnider mod hinanden, så temperaturen stiger og udsender elektromagnetiske bølger i forskellige bølgelængder. Det er det, der gør det muligt for os at observere sorte huller visuelt.
Læs også: Videnskabelige metoder og tilfælde af cyanidkaffeEvent Horizon Telescope (EHT) er et internationalt projekt, der har til formål at observere miljøet omkring det supermassive sorte hul Skytten A * og det supermassive sorte hul i midten af galaksen M87. EHT består af 10 radioteleskoper, der er spredt flere steder på jorden og er forbundet til hinanden for at skabe en virtuelt teleskop omtrent på størrelse med jorden.
EHT bruger interferometriske metoder til at opnå billeder af sorte huller. Alle de tilsvarende data indsamlet af hvert teleskop kombineres for at frembringe et interferensmønster. Interferensmønsteret indeholder oplysninger om det sorte hul, der observeres.
Men fordi antallet af teleskoper, der indsamler data stadig er relativt lille og ikke er jævnt fordelt over jordoverfladen, er der meget information, der ikke observeres. Af denne grund har EHT udviklet en algoritme, der kan fylde informationshullerne.
Kort sagt, den måde, algoritmen fungerer på, er ved at interpolere og ekstrapolere data baseret på mønstre dannet ud fra de data, der er blevet samlet. Derefter behandler algoritmen dataene til at blive et billede.
Der er dog mange mulige billeder, der kan genereres af algoritmen baseret på de indsamlede data. Igen skyldes det, at de indsamlede data stadig er relativt små. Vælg derfor en (eller en gruppe) af de bedste billeder, der ser mere fornuftige ud. Hvad der giver mening her er, at billedets form tilnærmer sig den form, der er forudsagt af matematiske modeller.
Så det er sådan, vi kan fotografere sorte huller.
Så det er ikke et katteøjefoto, er det?
Yups. Men for bedre at forstå billedet er vi nødt til at kende delene af et sort hul.
Et sort hul er ikke et hul. Det er et objekt med en uendelig tæthed kaldet singularitet. Det kaldes en singularitet, fordi objektet kun er et punkt i rummet (et enkelt punkt i rummet) som ikke har noget lydstyrke.
Læs også: Hvorfor er teleskoper bygget på toppen af bjergene, ikke i en flad ørken?Omkring singulariteten er der områder, der kaldes begivenhedshorisont eller begivenhedshorisont. Dette område er det, der giver et sort hul egenskaberne ved et sort hul. Dette sker fordi inde i begivenhedshorisonten er et sort huls tyngdefelt meget stort, og ikke engang lys kan undslippe dets tyngdekraft. Derfor er sorte huller sorte. Radius af begivenhedshorisonten kaldes Schwarzschild Radius.
Så er der tilvænningsdisk eller ringe med sort hul tidligere beskrevet. Denne del er, hvad der udsender mange elektromagnetiske bølger, så vi kan fotografere sorte huller. Sorte hulringe kredser i en vis afstand fra singulariteten og betegnes som den inderste stabile cirkulære bane (ISCO) radius. For et ikke-roterende sort hul er ISCO-radius tre gange radius af begivenhedshorisonten.
En anden er foton sfære, hvilket er ca. 1,5 gange radius af begivenhedshorisonten. Dette er et område, hvor fotoner kan kredse om et sort hul! Forestil dig, at hvis du var i dette område, så kunne du se bagsiden af din egen krop! Hvor fantastisk! (Men prøv ikke dig)
Se nu billedet af det sorte hul (sort hul) M87 igen. Der er en mørk del i midten og en lys del, der omgiver den mørke del. I den mørke del er der en singularitet, der er lige i midten og begivenhedshorisonten, der omgiver den, og den lyse del er en ring af sorte huller og en lille del foton sfære.
Nå, det er nu klart, at billedet virkelig er et sort hulfoto og ikke et katteøjefoto, saurons øje, eller donuts.
Bliv nysgerrig, fyrer!
Reference
- Event Horizon Telescope: Science
- Sort hul
- Hvordan tager vi billeder af sort hul?
- Tidal Disruption Event
