Pasukan astronomi radio antarabangsa mengumumkan hari ini (10 April) imej pertama yang menutup lubang hitam.
Ia adalah lubang hitam supermasif di pusat galaksi Virgo A (juga dikenali sebagai Messier 87 atau M87), dan ia begitu besar - seluas keseluruhan sistem suria kita - bahkan 53 juta tahun cahaya jauh, ia kelihatan seperti besar di langit sebagai Sagittarius A *, lubang hitam yang lebih kecil tetapi masih cukup besar di pusat galaksi kita sendiri. Pengumuman ini adalah hasil pertama dari usaha yang bermula pada bulan April 2017, yang melibatkan setiap teleskop radio utama di Bumi - secara kolektif disebut Teleskop Horizon Acara.
Oleh itu, jika objek-objek ini begitu besar dan teleskop sudah berada di sana, kenapa para saintis mengetahui bagaimana untuk mencatatkannya baru-baru ini? Dan apabila mereka menganggapnya, mengapa mengambil masa dua tahun untuk menghasilkan imej?
Untuk menjawab soalan pertama hanya: Lubang hitam saiz ini sangat jarang berlaku. Setiap galaksi besar dianggap mempunyai satu di pusatnya. Mereka biasanya agak gelap, diselubungi di awan yang padat dan bintang. Dan yang terdekat, dalam galaksi kita sendiri, adalah 26,000 tahun cahaya dari Bumi.
Tetapi imej baru tidak mendedahkan manusia cahaya pertama telah dikesan dari lubang hitam. (Dan imej tidak diperbuat daripada cahaya seperti yang biasanya kita bayangkan, gelombang elektromagnetik teleskop yang kelihatan adalah gelombang radio yang sangat panjang. Jika anda lebih dekat dengan lubang hitam, anda akan melihat bayang-bayang cahaya yang kelihatan juga.
Setakat 1931, menurut Balai Cerap dan Planetarium Armagh, ahli fizik Karl Jansky menyedari bahawa terdapat satu titik aktiviti radio-gelombang yang terang di tengah-tengah Bima Sakti. Fizik kini sangat mengesyaki bahawa titik ini adalah lubang hitam supermasif. Sejak penemuan itu, ahli fizik telah lama mengesan lubang hitam lain dengan tandatangan radio mereka.
Apa yang baru di sini adalah bahawa Event Horizons Telescope mengingatkan bayang-bayang yang membentuk lubang hitam terhadap cakera aksion objek yang bersinar di sekelilingnya (perkara panas jatuh dengan cepat ke arah ufuk peristiwa lubang hitam). Itu menarik kepada ahli fizik kerana ia mengesahkan beberapa idea penting mengenai apa yang bayangan itu kelihatan, yang seterusnya mengesahkan apa yang dipercayai saintis mengenai lubang hitam.
Untuk imej bayangan, ahli astrofizik terpaksa mengesan gelombang radio dalam terperinci yang belum pernah terjadi sebelumnya. Tiada teleskop radio tunggal boleh melakukannya. Tetapi para ahli fizik menganggap bagaimana untuk menjaringkan semuanya, di seluruh Bumi, bersama-sama untuk bertindak sebagai teleskop gergasi, seperti Sheperd Doeleman, ahli astrophysicist Universiti Harvard dan pengarah Event Horizon Telescope, pada persidangan berita Yayasan Sains Negara.
Setiap teleskop radio menangkap sejumlah besar foton radio yang masuk, tetapi tidak mempunyai tempat yang cukup terperinci untuk melihat bayangan lubang hitam yang dikelilingi oleh cakera akretionya. Tetapi setiap perspektif teleskop pada imej itu sedikit berbeza. Oleh itu, para saintis dengan sungguh-sungguh menggabungkan set data yang sedikit berbeza dan, dengan bantuan jam atom, berbanding apabila foton radio tiba di instrumen yang berbeza. Dengan cara ini, ahli fizik dapat mengusik isyarat lubang hitam dari banyak bunyi.
Teleskop mengumpul data sebenar yang digunakan untuk menghasilkan imej selama tiga hari pada bulan April 2017. Ini berjumlah lebih daripada 5 petabytes secara total, kira-kira seberapa banyak maklumat keseluruhan Perpustakaan Kongres. Ia disimpan pada koleksi cakera keras yang bersama-sama diukur dalam tan, Dan Marrone, ahli astrofizik dan salah satu daripada kolaborator dalam projek tersebut, dalam sidang akhbar.
Itu begitu banyak data yang menghantarnya melalui internet adalah mustahil, katanya. Sebaliknya, ahli fizik mengumpul maklumat semua dalam satu tempat dengan cara penghantaran fizikal keras.
Penyelidik menghabiskan tahun depan menggunakan komputer untuk memperbaiki dan mentafsir data sehingga imej ini muncul, kata Marrone. Mereka menghabiskan tahun selepas itu menyemak keputusan mereka dan menulis kertas. Air di atmosfera, foton radio sesat dari sumber lain dan juga kesilapan kecil dalam data teleskop semuanya bersekongkol untuk mengelakkan data. Oleh karenanya, sebahagian besar karya projek itu terdiri dari matematik yang berhati-hati untuk menyumbang semua kesilapan dan kebisingan dalam data, dengan kerja perlahan-lahan mengungkap imej yang bersembunyi di balik masalah tersebut.
Jadi dalam hal tertentu, mengambil gambar lubang hitam berlaku dengan cepat. Ia membangunkannya yang mengambil masa yang lama.
