Ba chiar grozav de abstract, pentru cei mai mulți dintre noi, nu tocmai familiarizați cu meandrele fizicii spațiale. 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 distanță repectabilă, de peste 50 de milioane de ani-lumină. Ba chiar grozav de abstract, pentru cei mai mulți dintre noi, nu tocmai familiarizați cu meandrele fizicii spațiale. 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 distanță repectabilă, de peste 50 de milioane de ani-lumină. Imaginea a făcut repede înconjurul lumii. O știm deja cu toții. Ce nu știm însă este ce se ascunde îndărătul ei. Ce implicații are. Și ce surprize ne rezervă. Pentru că lucrurile sunt abia la început, promit cercetătorii.
Emoție în stare pură: o imagine cât o mie de cuvinte
Arată ca o fetiță care l-a întâlnit pe Moș Crăciun. Privește la cameră cu ochii măriți de emoție, cu mâinile împreunate la gură, ca la vederea unui cadou copleșitor. În fața ei se află ecranul unui laptop, pe care se zărește o fotografie ușor 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 reușită?
Dar în ce a constat, de fapt, contribuția tinerei Katie Bouman, care, la drept vorbind, nici măcar nu este astrofizician, ci profesor asistent în științele matematicii și computerului? În urmă cu câțiva 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 rețea globală formată din nu mai puțin 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 susținut nicio clipă că meritul pentru prima fotografie a unei găuri negre i-ar aparține în întregime. "Niciunul dintre noi nu ar fi putut să realizeze asta singur. S-a întâmplat din cauza multor oameni diferiți, din medii diferite", a explicat ea pentru televiziunea CNN. Într-un alt interviu, acordat de această dată publicației americane Washington Post, tânăra a mărturisit că atunci când a demarat proiectul nu știa "absolut nimic despre găurile negre". "Am lucrat la proiect timp de șase ani, iar în ultimul an am fost obligați să ținem secret procesul de creare a imaginii. Nu am putut spune nici măcar familiei, dar acum este extraordinar să pot împărtăși 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-și închidă telefonul. "Sunt foarte fericită că toată lumea este la fel de entuziasmată ca noi și că oamenii consideră povestea noastră ca fiind una inspirațională", a afirmat ea. "Dar lumina reflectoarelor ar trebui să se afle asupra echipei și 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 ținut totuși să adauge că înțelege perfect de ce fotografia colegei ei a devenit virală. "Și noi iubim această fotografie, Katie Bouman arată fenomenal de fericită acolo, e față în față cu un eveniment uriaș. Cred că expresia ei chiar surprinde într-adevăr ce am simțit cu toții când am văzut, pentru prima dată, cum arată o gaură neagră".
Un "monstru absolut", mai mare decât tot sistemul nostru solar
Anunțul privind prima imagine a unei găuri negre a fost făcut în cadrul a nu mai puțin de șase conferințe de presă, susținute simultan, în data de 10 aprilie, în șase părți diferite ale lumii. Și asta, tocmai pentru a se sublinia că această reușită istorică se datorează atât de frumoasei colaborări internaționale dintre cei 200 de membri ai echipei, care au folosit datele strânse de cele opt telescoape, plasate în zone diferite ale mapamondului.
"Eroul" din imagine, prima gaură neagră fotografiată de om, se află la o distanță de 55 milioane de ani-lumină de Pământ, în masiva galaxie Messier 87 (M87), din constelația Fecioarei. Gaura neagră are un diametru de aproximativ 40 de miliarde de kilometri, adică de trei milioane de ori mai mare decât cel al Pământului. "Ceea ce vedem este mai mare decât tot Sistemul nostru Solar. Are o masă de 6,5 miliarde de ori mai mare decât a Soarelui și este una dintre cele mai mari găuri negre despre care credem că există. Este un monstru absolut, campionul de categorie grea în rândul găurilor negre din Univers", a explicat pentru BBC News, profesorul Heino Falcke, de la Universitatea Radboud din Olanda.
"Am văzut ceea ce am crezut că este de nevăzut", a spus la rândul său Shep Doeleman, într-una dintre cele șase conferințe de presă care au anunțat reușita 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 unidirecțional către eternitate", așa cum, atât de frumos s-au exprimat jurnaliștii de la The New York Times. Acea viziune întunecată care l-a intimidat chiar și 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, forța cumulativă a gravitației devine absolut copleșitoare, iar locul respectiv devine un soi de eternă capcană. Aici, potrivit teoriilor lui Einstein, materia, spațiul și timpul își găsesc sfârșitul și 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 viață!", 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 științei.
Ce sunt găurile negre?
A trecut deja peste o jumătate de secol de când oamenii de știință se străduiesc să înțeleagă ce e cu aceste găuri negre, care nu însemnau inițial pentru omenire altceva decât o teorie așternută pe hârtie. Bineînțeles că, la început, până și această teorie în sine a fost vagă și greu de digerat, inclusiv pentru specialiști. Calculele astrofizicienilor au aprins chibritul, afirmând, pur și simplu, că în univers trebuie să existe și asemenea "bizarerii" pentru ca lucrurile să aibă sens. Altfel nu puteau fi explicate anumite caracteristici ale cosmosului. Treptat, în urma contribuțiilor aduse de-a lungul deceniilor de savanți de renume, între care s-a evidențiat, de pildă, regretatul Stephen Hawking, imaginea găurilor negre s-a creionat din ce în ce mai clar. Am înțeles mai bine cam cum funcționează ele, ce rol joacă și 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 conțin mult mai multă materie. Aceste obiecte, cele mai dense care există în Univers, au o atracție gravitațională uriașă, astfel încât atrag în ele tot ce roiește 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 știință "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 viață. Odată formată gaura neagră, ea poate crește tot mai mult prin absorbția masei existente în jurul ei - cum ar fi cea a altor stele. O gaură neagră poate însă crește într-un mod și 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 știință.
Dincolo de aceste câteva informații certe privind găurile negre, rămân o sumedenie de necunoscute. Dintre toate, una îi macină pe savanți 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 științifice pentru a putea fi siguri de niciuna dintre ele. Nu știm nici ce forță guvernează centrul unei găuri negre unde, teoretic, densitatea se apropie de valoarea infinitului.
Ce urmează: savanții vor să fotografieze și gaura neagră din centrul Căii Lactee
Echipa de cercetători care și-a dedicat ultimii ani realizării primei fotografii cu o gaură neagră au ambiții mari. Ei își propun, înainte de toate, să fotografieze și gaura neagră supermasivă aflată în centrul Căii Lactee, numită Sagittarius A* . Deși este mai aproape de noi, ea e cu mult mai mică decât colega ei din galaxia Messier 87, motiv pentru care oamenilor de știință le este deocamdată dificil să obțină o imagine cât de cât clară a ei. Această temerară sarcină ar putea fi totuși dusă la bun sfârșit tot cu ajutorul rețelei Event Horizon Telescope (EHT). De alfel, rețeaua continuă să se extindă. În aprilie 2018, telescoapelor din Chile, Hawaii, Arizona, Mexic, Spania și Polul Sud li s-a adăugat unul din Groenlanda. În curând, un alt telescop ar putea fi plasat de această dată în spațiu, pentru a-i ajuta pe oamenii de știință să obțină fotografii ceva mai clare. "Este incredibil când ne gândim că oamenii pot transforma Pământul într-un telescop și să privească o gaură neagră", a declarat Shep Doeleman.
Pe lângă îmbunătățirea telescoapelor, cercetătorii se vor concentra și pe studierea puternicelor jeturi de radiație emise de găurile negre. Sera Markof, fizician din cadul Universității din Amsterdam, a declarat că și după noile descoperiri făcute publice în 10 aprilie, oamenii de știință mai au multe de aflat despre găurile negre. "Ce sunt găurile negre în realitate? Știm că Einstein a avut dreptate, într-un sens general, dar nu înțelegem, cu adevărat, de ce gravitația acționează în felul în care o face", a spus Sera Markof. La rândul lui, directorul Fundației Naționale de Științe din Statele Unite, France Córdova, a amintit că "găurile negre aprind de decenii întregi imaginația oamenilor": "Ele au proprietăți exotice și sunt pline de mister pentru noi. Însă, cu cât apar ai multe descoperiri ca aceasta din urmă, cu atât crește numărul secretelor pe care le dezvăluie. De aceea există Fundația Națională de Științe. Noi le permitem oamenilor de știință și inginerilor să ilumineze necunoscutul și să dezvăluie subtila și complexa măreție a universului nostru".