Teadus ja tulevik

TalTechi astrofüüsik: eilne pilt mustast august andis füüsikutele rõõmustamiseks põhjust küllaga

Esimene pilt mustast august. Foto: Euroopa Komisjon

Rubriiki toetab

Tule linnakupeole!
13. september 2019
Uuri lähemalt!

Eile tehti ja avaldati esimene pilt mustast august. Või vähemalt pilt, mis tõestab, et mustad augud on olemas.

Messier 87 galaktika keskmes asuv must auk on seni meile teadaolevalt suurim omalaadne ning asub meist 55 miljoni valgusaasta ehk 5.2034018 x 1020 (500 ja kaheksateist nulli) kilomeetri kaugusel.

Mida me eile nägime?

Musta auku ümbritseb niivõrd tugev gravitatsiooniväli, et sellest ei pääse eemale miski. Isegi mitte valgus. Seetõttu saab musta auku “näha”, kui vaadata musta augu sündmuse horisondile (event horizon) akretseeruvat ehk selle ümber pidevalt kogunevat gaasi.

TalTechi astrofüüsika dotsent Vladislav-Veniamin Pustõnski sõnul on eilse pildi üle füüsikutel rõõmustamiseks põhjust küllaga. “Nägime üsna kõrge resolutsiooniga ainet, mis ümbritseb musta auku sündmuse horisondi juures,” ütles Pustõnski.

Seega, me ei näinud musta auku ennast, kuid nägime gaasikogu, mis musta auku ümbritseb. Illustreerivalt võib öelda, et eile nähtud pildi keskmine tume osa on musta augu “vari”, kuigi tehniliselt ei saa valguseta varju tekkida.

“See on regioon, kust valgus meieni ei jõua,” sõnas Pustõnski, kuid lisas, et tehniliselt muutub sealt tuleva valguse teekond kõveraks, mistõttu tundubki pildil, nagu oleks augu ümber valgus ja keskel tühimik – tegelikult katab gaas kogu musta augu ning kui keskel poleks gravitatsiooniväli nii tugev, oleks gaasi ka seal näha.

Miks see pilt oluline on?

“See on oluline, sest me saame võrrelda saadud pilti teoreetiliste ennustustega, milline see pilt välja võiks näha,” ütles Pustõnski. Põhimõtteliselt tõestas eilne pilt, et füüsikute senised ennustused mustade aukude ning nende välimuste kohta peavad paika.

“See pilt on väga heas vastavuses üldrelatiivsusteooriaga,” ütles Pustõnski. “See tähendab, et samal ajal kinnitab üldrelatiivsusteooriat kui ka mustade aukude eksisteerimist. Probleem oleks, kui see pilt näeks välja teisiti.”

Pustõnski ei nimetaks eilset pilti fotoks, sest tegu on hoopis kaheksa omavahel ühendatud teleskoobiga saadud inteferentspildiga, mille jaoks oli vajalik suur andmetöötlus. “Ei ole nii, et vaatad läbi teleskoobi ja näed pilti,” ütles Pustõnski.

Event Horizon Telescope teleskoopvõrgustik. Kaheksa erineva teleskoobi abil suudeti eile jäädvustada seni kindlaim tõend mustade aukude olemasolust.Pilt: IOP Science.

Mida me teame, mida me ei tea?

Saime eile lisakinnitust, et mustad augud on olemas. “On olnud ajalooliselt üsna palju meetodeid, kuidas sai tuvastada, et mingi galaktika keskel on must auk. Näiteks me teame, et meie galaktika keskel on ka must auk,” ütles Pustõnski.

“Seega see pilt ei ole esimene tõestus, et mustad augud eksisteerivad, aga see on väga hea kinnitus ja lisatõestus.”

Sääraste teadussaavutuste juures tekib tahes-tahtmata küsimus, et mis võiks nüüd järgmine samm olla, järgmine tõestus, avastus. Kahjuks ei ole vähemalt mustade aukude puhul asi nii lihtne. Juba eilse pildi saamine nõudis füüsikutelt palju tööd.

“Mustade aukude puhul on väga palju lahendamata probleeme,” sõnas Pustõnski. “Me teame ja oleme kindlad, et need eksisteerivad. Vaatamata sellele ei saa me siiamaani kirjeldada, mis toimub musta augu sees, sest füüsikalised teooriad, mis meil praegu on, lihtsalt musta augu sees ei tööta.”

“Me näeme mehhanismi, me näeme, et see eksisteerib, aga me ei tea, kuidas see töötab,” ütles füüsik. Siinkohal ei ole enam küsimus paremate teleskoopide välja arendamises, vaid teooriate edasi arendamises. “Tegelikult see algas juba üle viiekümne aasta tagasi, aga siiamaani on väga palju avatud küsimusi,” nentis Pustõnski.

Probleemiks on asjaolu, et mustad augud ei vasta meile seni teadaolevatele füüsikareeglitele. “Enamasti on see seotud niinimetatud kvantgravitatsiooniga,” ütles Pustõnski. “Me teame ühelt poolt, et kvantmehaanika töötab, teiselt poolt, et üldrelatiivsusteooria töötab, aga meil ei ole teooriat, mis ühendaks gravitatsiooni ja kvantmehaanika.”

Niinimetatud “kõikide teooria” on üks füüsika suurimaid probleeme, mis võiks anda vastuseid nii selle kohta, mis toimub musta augu sees, kui ka paljudele teistele seni füüsikas vastuseta küsimustele.

Telli Geeniuse uudiskiri

Saadame sulle igal argipäeval ülevaate tehnoloogia-, auto- ja rahaportaali olulisematest lugudest.