Ba chiar grozav de abstract, pentru cei mai mulţi dintre noi, nu tocmai familiarizaţi cu meandrele fizicii spaţiale. Din 10 aprilie însă, lucrurile s-au schimbat complet. Pentru prima dată în istorie, oamenii au putut privi cu ochii lor drept într-o gaură neagră. Ce-i drept, de la o distanţă repectabilă, de peste 50 de milioane de ani-lumină. Ba chiar grozav de abstract, pentru cei mai mulţi dintre noi, nu tocmai familiarizaţi cu meandrele fizicii spaţiale. Din 10 aprilie însă, lucrurile s-au schimbat complet. Pentru prima dată în istorie, oamenii au putut privi cu ochii lor drept într-o gaură neagră. Ce-i drept, de la o distanţă repectabilă, de peste 50 de milioane de ani-lumină. Imaginea a făcut repede înconjurul lumii. O ştim deja cu toţii. Ce nu ştim însă este ce se ascunde îndărătul ei. Ce implicaţii are. Şi ce surprize ne rezervă. Pentru că lucrurile sunt abia la început, promit cercetătorii.
Emoţie în stare pură: o imagine cât o mie de cuvinte
Arată ca o fetiţă care l-a întâlnit pe Moş Crăciun. Priveşte la cameră cu ochii măriţi de emoţie, cu mâinile împreunate la gură, ca la vederea unui cadou copleşitor. În faţa ei se află ecranul unui laptop, pe care se zăreşte o fotografie uşor neclară. "Privind fără a-mi veni a crede, în timp ce prima imagine a unei găuri negre se afla în plin proces de realizare" - explică ea în fotografia postată pe Facebook, pe 10 aprilie. La doar 29 de ani, cercetătoarea americană Katie Bouman a contribuit decisiv la un moment cu încărcătură istorică: prima fotografie a unei găuri negre. Cum a fost posibilă această reuşită?
Dar în ce a constat, de fapt, contribuţia tinerei Katie Bouman, care, la drept vorbind, nici măcar nu este astrofizician, ci profesor asistent în ştiinţele matematicii şi computerului? În urmă cu câţiva ani, în timp ce studia pentru diploma de doctorat de la MIT, ea a creat un algoritm, numit CHIRP (Continuous High-resolution Image Reconstruction using Patch priors), cu ajutorul căruia, volumul gigantic de date, colectate vreme de 10 zile, în luna aprilie, a anului 2017, de o reţea globală formată din nu mai puţin de opt telescoape, răspândite pe patru continente diferite (Event Horizon Telescope) a fost transformat în ceva vizibil.
La proiect au lucrat peste 200 de cercetători
Katie Bouman nu a susţinut nicio clipă că meritul pentru prima fotografie a unei găuri negre i-ar aparţine în întregime. "Niciunul dintre noi nu ar fi putut să realizeze asta singur. S-a întâmplat din cauza multor oameni diferiţi, din medii diferite", a explicat ea pentru televiziunea CNN. Într-un alt interviu, acordat de această dată publicaţiei americane Washington Post, tânăra a mărturisit că atunci când a demarat proiectul nu ştia "absolut nimic despre găurile negre". "Am lucrat la proiect timp de şase ani, iar în ultimul an am fost obligaţi să ţinem secret procesul de creare a imaginii. Nu am putut spune nici măcar familiei, dar acum este extraordinar să pot împărtăşi bucuria cu toată lumea", a declarat cercetătoarea. A doua zi după publicarea fotografiei, Katie Bouman a mărturisit că a primit atâtea mesaje, încât a trebuit să-şi închidă telefonul. "Sunt foarte fericită că toată lumea este la fel de entuziasmată ca noi şi că oamenii consideră povestea noastră ca fiind una inspiraţională", a afirmat ea. "Dar lumina reflectoarelor ar trebui să se afle asupra echipei şi nu a unei persoane individuale. Să ne concentrăm asupra unei singure persoane nu ajută pe nimeni, nici măcar pe mine".
Într-adevăr, potrivit lui Shep Doeleman, astronom la Centrul de astrofizică Harvard-Smithsonian, care a condus proiectul, în spatele primei fotografii a unei găuri negre s-a aflat munca a peste 200 de cercetători, dintre care aproximativ 40 sunt femei. Sara Issaoun, o altă tânără, în vârstă de doar 24 de ani, care a muncit la acest proiect, a notat, la rândul ei, că această poveste de succes nu i se datorează vreunui "lup singuratic", ci reprezintă rezultatul unui efort de grup. Ea a ţinut totuşi să adauge că înţelege perfect de ce fotografia colegei ei a devenit virală. "Şi noi iubim această fotografie, Katie Bouman arată fenomenal de fericită acolo, e faţă în faţă cu un eveniment uriaş. Cred că expresia ei chiar surprinde într-adevăr ce am simţit cu toţii când am văzut, pentru prima dată, cum arată o gaură neagră".
Un "monstru absolut", mai mare decât tot sistemul nostru solar
Anunţul privind prima imagine a unei găuri negre a fost făcut în cadrul a nu mai puţin de şase conferinţe de presă, susţinute simultan, în data de 10 aprilie, în şase părţi diferite ale lumii. Şi asta, tocmai pentru a se sublinia că această reuşită istorică se datorează atât de frumoasei colaborări internaţionale dintre cei 200 de membri ai echipei, care au folosit datele strânse de cele opt telescoape, plasate în zone diferite ale mapamondului.
"Am văzut ceea ce am crezut că este de nevăzut", a spus la rândul său Shep Doeleman, într-una dintre cele şase conferinţe de presă care au anunţat reuşita istorică a echipei. Imaginea a fost comparată cu un inel de foc strălucitor, înconjurând o gaură neagră perfect circulară. "Este un cerc de fum, care încadrează un portal unidirecţional către eternitate", aşa cum, atât de frumos s-au exprimat jurnaliştii de la The New York Times. Acea viziune întunecată care l-a intimidat chiar şi pe Albert Einstein a devenit, din 10 aprilie, o realitate viscerală, au mai notat ei. Dacă prea multă materie este înghesuită într-un singur punct, forţa cumulativă a gravitaţiei devine absolut copleşitoare, iar locul respectiv devine un soi de eternă capcană. Aici, potrivit teoriilor lui Einstein, materia, spaţiul şi timpul îşi găsesc sfârşitul şi dispar asemeni unui vis. Priyamvada Natarajan, astrofizician la Yale, a declarat că Einstein ar trebui să fie încântat de această minunată fotografie, care a demonstrat corectitudinea teoriei sale. "Ce moment să fii în viaţă!", a exclamat, la rândul său, Janna Levin, cosmolog la Colegiul Barnard din New York, recunoscând astfel privilegiul de a fi contemporanul unor astfel de realizări strălucite ale ştiinţei.
Ce sunt găurile negre?
A trecut deja peste o jumătate de secol de când oamenii de ştiinţă se străduiesc să înţeleagă ce e cu aceste găuri negre, care nu însemnau iniţial pentru omenire altceva decât o teorie aşternută pe hârtie. Bineînţeles că, la început, până şi această teorie în sine a fost vagă şi greu de digerat, inclusiv pentru specialişti. Calculele astrofizicienilor au aprins chibritul, afirmând, pur şi simplu, că în univers trebuie să existe şi asemenea "bizarerii" pentru ca lucrurile să aibă sens. Altfel nu puteau fi explicate anumite caracteristici ale cosmosului. Treptat, în urma contribuţiilor aduse de-a lungul deceniilor de savanţi de renume, între care s-a evidenţiat, de pildă, regretatul Stephen Hawking, imaginea găurilor negre s-a creionat din ce în ce mai clar. Am înţeles mai bine cam cum funcţionează ele, ce rol joacă şi ce "efecte secundare" au asupra lumii înconjurătoare. În primul rând, trebuie precizat că "găuri negre" este doar un fel de a spune. În fond, nu avem nicidecum de-a face cu vreo gaură, ci cu corpuri care se aseamănă mai degrabă planetelor, însă conţin mult mai multă materie. Aceste obiecte, cele mai dense care există în Univers, au o atracţie gravitaţională uriaşă, astfel încât atrag în ele tot ce roieşte în jur - cam cum atrage gaura de scurgere apa din chiuvetă. Limitele unei astfel de zone din care nimic - nici măcar lumina - nu mai poate scăpa, este numită de oamenii de ştiinţă "orizontul evenimentelor".
Cum se formează o gaură neagră
Găurile negre nu se formează din planete, ci din stele foarte masive, care colapsează la finalul ciclului de viaţă. Odată formată gaura neagră, ea poate creşte tot mai mult prin absorbţia masei existente în jurul ei - cum ar fi cea a altor stele. O gaură neagră poate însă creşte într-un mod şi mai spectaculos, în cazul unei coliziuni cu o altă gaură neagră. Într-un asemenea scenariu, se poate forma o gaură neagră supermasivă. Un asemenea exemplar impresionant se pare că există, de altfel, în fiecare galaxie, inclusiv în Calea Lactee.
Una dintre caracteristicile găurilor negre este că materia care intră în ele poate forma un disc exterior încălzit prin frecare, formând unele dintre cele mai luminoase obiecte din univers. Exact asta reprezintă de altfel "inelul de foc" din fotografia prezentată, în data de 10 aprilie, de oamenii de ştiinţă.
Dincolo de aceste câteva informaţii certe privind găurile negre, rămân o sumedenie de necunoscute. Dintre toate, una îi macină pe savanţi mai presus de toate celelalte: ce anume se întâmplă cu ceea ce este absorbit de o gaură neagră? Teoriile sunt multiple, însă deocamdată nu există suficiente argumente ştiinţifice pentru a putea fi siguri de niciuna dintre ele. Nu ştim nici ce forţă guvernează centrul unei găuri negre unde, teoretic, densitatea se apropie de valoarea infinitului.
Ce urmează: savanţii vor să fotografieze şi gaura neagră din centrul Căii Lactee
Echipa de cercetători care şi-a dedicat ultimii ani realizării primei fotografii cu o gaură neagră au ambiţii mari. Ei îşi propun, înainte de toate, să fotografieze şi gaura neagră supermasivă aflată în centrul Căii Lactee, numită Sagittarius A* . Deşi este mai aproape de noi, ea e cu mult mai mică decât colega ei din galaxia Messier 87, motiv pentru care oamenilor de ştiinţă le este deocamdată dificil să obţină o imagine cât de cât clară a ei. Această temerară sarcină ar putea fi totuşi dusă la bun sfârşit tot cu ajutorul reţelei Event Horizon Telescope (EHT). De alfel, reţeaua continuă să se extindă. În aprilie 2018, telescoapelor din Chile, Hawaii, Arizona, Mexic, Spania şi Polul Sud li s-a adăugat unul din Groenlanda. În curând, un alt telescop ar putea fi plasat de această dată în spaţiu, pentru a-i ajuta pe oamenii de ştiinţă să obţină fotografii ceva mai clare. "Este incredibil când ne gândim că oamenii pot transforma Pământul într-un telescop şi să privească o gaură neagră", a declarat Shep Doeleman.
Pe lângă îmbunătăţirea telescoapelor, cercetătorii se vor concentra şi pe studierea puternicelor jeturi de radiaţie emise de găurile negre. Sera Markof, fizician din cadul Universităţii din Amsterdam, a declarat că şi după noile descoperiri făcute publice în 10 aprilie, oamenii de ştiinţă mai au multe de aflat despre găurile negre. "Ce sunt găurile negre în realitate? Ştim că Einstein a avut dreptate, într-un sens general, dar nu înţelegem, cu adevărat, de ce gravitaţia acţionează în felul în care o face", a spus Sera Markof. La rândul lui, directorul Fundaţiei Naţionale de Ştiinţe din Statele Unite, France Córdova, a amintit că "găurile negre aprind de decenii întregi imaginaţia oamenilor": "Ele au proprietăţi exotice şi sunt pline de mister pentru noi. Însă, cu cât apar ai multe descoperiri ca aceasta din urmă, cu atât creşte numărul secretelor pe care le dezvăluie. De aceea există Fundaţia Naţională de Ştiinţe. Noi le permitem oamenilor de ştiinţă şi inginerilor să ilumineze necunoscutul şi să dezvăluie subtila şi complexa măreţie a universului nostru".