Dikemas kini pada 11 April pukul 4:40 pagi. ET.
Semalam, Bumi mula menampakkan diri pada imej sebenar lubang hitam - mengubah apa yang hidup hanya dalam imaginasi kolektif kita menjadi realiti konkrit.
Imej itu menggambarkan cincin cincin beriringan oren yang mengelilingi bayangan gelap lubang hitam yang menelan perkara 55 juta tahun cahaya di pusat galaksi yang dikenali sebagai Virgo A (Messier 87).
Penampilan pertama yang kabur itu adalah cukup untuk mengesahkan bahawa teori relativiti Einstein berfungsi walaupun di sempadan raksasa gergasi ini - lokasi yang melampau di mana beberapa pemikiran persamaannya akan pecah. Tetapi imej yang sukar difahami ini menimbulkan banyak persoalan. Berikut adalah beberapa soalan anda dijawab.
Apakah lubang hitam?
Lubang hitam adalah objek yang sangat tebal sehingga tiada apa-apa, bahkan cahaya, dapat melarikan diri. Memandangkan mereka makan perkara yang berhampiran, mereka bertambah besar. Lubang hitam biasanya terbentuk apabila bintang besar mati dan runtuh ke dalam dirinya sendiri.
Lubang hitam supermassive, yang berjuta-juta atau berbilion kali besar seperti matahari, dianggap terletak di tengah-tengah hampir setiap galaksi, termasuk kita sendiri. Kita dipanggil Sagittarius A *.
Mengapa kita tidak melihat imej lubang hitam sebelum ini?
Lubang hitam, walaupun yang supermasif, tidak begitu besar. Sebagai contoh, mengambil imej lubang hitam di tengah-tengah Bima Sakti kita, yang kira-kira 4 juta kali lebih besar seperti matahari, akan seperti mengambil gambar DVD pada permukaan bulan, Dimitrios Psaltis, ahli astrofizik di University of Arizona, memberitahu Vox. Juga, lubang hitam biasanya diselubungi oleh bahan yang boleh mengaburkan cahaya mengelilingi lubang hitam, mereka menulis.
Sebelum imej ini, bagaimanakah kita tahu terdapat lubang hitam?
Teori relativiti Einstein pertama kali meramalkan bahawa apabila bintang besar meninggal dunia, ia meninggalkan teras yang padat. Jika teras ini melebihi tiga kali lebih besar seperti matahari, persamaannya menunjukkan bahawa daya graviti menghasilkan lubang hitam, menurut NASA.
Tetapi sehingga semalam (10 April), para saintis tidak dapat mengambil gambar atau secara langsung memerhati lubang hitam. Sebaliknya, mereka bergantung kepada bukti tidak langsung - tingkah laku atau isyarat yang datang dari objek lain yang berdekatan. Contohnya, lubang hitam gobbleskan bintang-bintang yang terlalu dekat kepadanya. Proses ini memanaskan bintang, menyebabkan mereka mengeluarkan isyarat sinar-X yang dapat dikesan oleh teleskop. Kadang-kadang lubang hitam juga meludahkan pecahan raksasa zarah yang dikenakan, yang, sekali lagi, dapat dikesan oleh instrumen kami.
Para saintis juga kadang-kadang mengkaji pergerakan objek - jika mereka nampaknya ditarik aneh, lubang hitam boleh menjadi penyebabnya.
Apa yang kita lihat dalam imej?
Lubang hitam sendiri memancarkan radiasi yang terlalu sedikit untuk dikesan, tetapi seperti yang diperkirakan oleh Einstein, garis besar lubang hitam dan ufuk kejadiannya - sempadan di luar cahaya yang tidak dapat dilepaskan - dapat dilihat.
Ternyata, itu benar. Bulatan gelap di tengah adalah "bayangan" lubang hitam yang diturunkan oleh gas bercahaya yang duduk di cakrawala acara di sekelilingnya. (Daya graviti melampau lubang hitam melampau gas, menyebabkan ia mengeluarkan radiasi atau "cahaya"). Tetapi gas dalam ufuk kejadian tidak benar-benar oren - sebaliknya para astronom yang terlibat dalam projek itu memilih untuk mewarna isyarat gelombang radio oren untuk menggambarkan betapa terangnya pelepasan itu.
Nada kuning mewakili pelepasan yang paling sengit, manakala merah menggambarkan keamatan yang lebih rendah dan hitam mewakili sedikit atau tiada pelepasan. Dalam spektrum yang kelihatan, warna pelepasan mungkin dilihat dengan mata kasar seperti putih, mungkin sedikit tercemar dengan warna biru atau merah.
Anda boleh membaca lebih lanjut dalam artikel Live Science ini.
Kenapa imej itu kabur?
Dengan teknologi semasa, itu resolusi tertinggi boleh dicapai. Resolusi Peristiwa Horizon Telescope adalah kira-kira 20 mikrokomputer kecil. (Satu unit mikro adalah kira-kira saiz tempoh di akhir ayat jika anda melihatnya dari Bumi dan tempoh tersebut berada dalam risalah yang ditinggalkan di bulan, menurut Jurnal Persatuan Astronomi Amatur New York.)
Sekiranya anda mengambil gambar biasa yang mengandungi berjuta-juta piksel, meniupnya beberapa ribu kali dan lancar, anda akan melihat tentang resolusi yang sama seperti yang dilihat dalam imej lubang hitam, menurut Geoffrey Crew, naib pengerusi Teleskop Horizon Acara. Tetapi memandangkan mereka mencatatkan lubang hitam 55 juta tahun cahaya jauh, itu sangat mengagumkan.
Kenapa cincin begitu tidak teratur?
Para saintis misi belum tahu. "Persoalan yang baik, dan yang kami harap dapat menjawab pada masa akan datang," kata Crew. "Buat masa ini, itu yang ditunjukkan M87 kepada kami."
Bagaimana saintis menangkap imej ini?
Lebih 200 ahli astronomi di seluruh dunia mengambil ukuran menggunakan lapan teleskop radio berasaskan bumi yang secara kolektif dikenali sebagai Event Horizon Telescope (EHT). Teleskop ini biasanya terletak di tapak ketinggian tinggi seperti gunung berapi di Hawaii dan Mexico, gunung di Arizona dan Sierra Nevada Sepanyol, Gurun Atacama dan Antartika, menurut satu kenyataan dari National Science Foundation.
Pada April 2017, para astronom menyegerakkan semua teleskop untuk mengambil pengukuran gelombang radio yang dipancarkan dari cakrawala acara lubang hitam, semua pada masa yang sama. Menyelaraskan teleskop adalah serupa dengan mewujudkan teleskop bersaiz Bumi dengan resolusi yang mengagumkan 20 mikrokomputer terkecil - cukup untuk membaca sebuah akhbar di tangan seorang New York sepanjang jalan dari sebuah kafe di Paris, menurut kenyataan itu. (Sebagai perbandingan, lubang hitam yang mereka gambarkan ialah kira-kira 42 mikrokomputer kecil).
Mereka kemudian mengambil semua ukuran mentah ini, dianalisis dan menggabungkan mereka ke dalam imej yang anda lihat.
Kenapa para saintis mengukur gelombang radio dan bukannya cahaya yang dapat dilihat untuk menangkap imej?
Mereka boleh mendapatkan resolusi yang lebih baik dengan menggunakan gelombang radio daripada jika mereka menggunakan cahaya yang kelihatan. "Gelombang radio kini menawarkan resolusi sudut paling besar pada sebarang teknik pada masa ini," kata Crew. Resolusi sudut merujuk kepada seberapa baik (sudut terkecil) suatu teleskop dapat membedakan antara dua objek berasingan.
Adakah ini gambar sebenar?
Tidak, bukan dalam pengertian tradisional. "Adalah sukar untuk membuat imej dengan gelombang radio," kata Crew. Para saintis misi mengukur gelombang radio yang dipancarkan dari cakrawala acara lubang hitam dan kemudian memproses maklumat itu dengan komputer untuk membuat imej yang anda lihat.
Adakah imej ini lagi membuktikan teori relativiti Einstein?
Yep. Teori relativiti Einstein meramalkan bahawa lubang-lubang hitam wujud dan bahawa mereka mempunyai ufuk peristiwa. Persamaan juga meramalkan bahawa ufuk peristiwa perlu agak bulat dan saiz harus berkaitan secara langsung dengan jisim lubang hitam.
Ternyata: satu peristiwa yang agak melingkar dan jisim hitam yang disimpulkan sepadan dengan anggaran apa yang seharusnya berdasarkan pergerakan bintang yang lebih jauh dari itu.
Anda boleh membaca lebih lanjut mengenai Space.com.
Kenapa mereka tidak menangkap imej lubang hitam galaksi kita sendiri, sebaliknya memilih yang jauh?
M87 adalah penyelidik lubang hitam pertama diukur sehingga mereka mula-mula menganalisa bahawa, Shep Doeleman, pengarah acara Horizon Telescope, dalam sidang akhbar. Tetapi ia juga menjadi lebih mudah untuk imej berbanding dengan Sagittarius A *, yang terletak di pusat galaksi kita, katanya. Ini kerana ia begitu jauh bahawa ia tidak "bergerak" banyak semasa petang mengambil ukuran. Sagittarius A * lebih dekat, jadi ia tidak seperti "tetap" di langit. Walau apa pun, "kami sangat teruja untuk bekerja pada Sag A *," kata Doeleman. "Kami tidak menjanjikan apa-apa, tetapi kami berharap untuk mendapatkannya tidak lama lagi."
