Teleskop Horizontu událostí se chystá na černou díru  
V radioastronomii se schyluje k přelomovému pozorování černé díry. Podaří se virtuálnímu Teleskopu Horizontu událostí pozorovat to, co jsme ještě nikdy neviděli?
Simulace vzhledu černé díry. Kredit: Hotaka Shiokawa/CfA/Harvard.
Simulace vzhledu černé díry. Kredit: Hotaka Shiokawa/CfA/Harvard.

Mezinárodní tým radioastronomů se připravuje na historické pozorování, které by se mělo stát přelomem v dějinách astronomie, srovnatelným s nedávnou detekcí gravitačních vln gravitační observatoří aLIGO. Jejich cílem není nic menšího, nežli první přímé pozorování oblasti černé díry, v tomto případě objektu Sagittarius A*, supermasivní černé díry v samotném srdci Mléčné dráhy, která leží v souhvězdí Střelce.

 

Sheperd Doeleman. Kredit: CfA.
Sheperd Doeleman. Kredit: CfA.

Pozorovat černou díru ale není jen tak, i když její hmotnosti činí asi 4,4 miliony Sluncí. Odborníci si k tomu nachystali pozoruhodný Teleskop Horizontu událostí (anglicky Event Horizon Telescope). Je to vlastně globální síť devíti radioteleskopů na několika kontinentech, které dohromady fungují jako virtuální radioteleskop velikosti Země. K pozorování používá metodu astronomické interferometrie VLBI (Very Long Baseline Interferometry).


Bude to velké. Jak říká vedoucí projektu Sheperd Doeleman ze společného centra Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, práce na Teleskopu Horizontu událostí a jeho součástech probíhají už několik desetiletí. A teď se blíží šance, že konečně uvidíme až k samotnému horizontu událostí, tedy oblasti, která odděluje vnitřek černé díry se singularitou, kde neplatí známé fyzikální zákony, od okolního vesmíru.

 

gr A*, supermasivní černá díra v srdci Mléčné dráhy. Kredit: NASA.
gr A*, supermasivní černá díra v srdci Mléčné dráhy. Kredit: NASA.

Doeleman a jeho spolupracovníci doufají, že mezi letošním 5. a 15. dubnem uvidí na hranici černé díry. Samotnou černou díru pozorovat nemůžeme, protože jak je známo, černou díru nemůže opustit nic, ani elektromagnetické záření. Astronomům tedy nezbývá nic jiného, než pozorovat okolí horizontu událostí. Kosmický plyn a další materiál, který padá do supermasivní černé díry, nejprve krouží kolem horizontu událostí a vyzařuje při tom rádiové vlny. A tyto vlny by měl uvidět Teleskop Horizontu událostí.

 

Soustava radioteleskopů Teleskopu Horizontu událostí. Kredit: BBC.
Soustava radioteleskopů Teleskopu Horizontu událostí. Kredit: BBC.

Pomocí interferometrie VLBI lze zkombinovat data jednotlivých radioteleskopů sítě do jediného snímku. Čím dále od sebe tyto radioteleskopy jsou, tím vyšší je rozlišení výsledného snímku. Ten vznikne v observatoři MIT Haystack Observatory ve státě Massachusetts. Teleskop Horizontu událostí kombinuje snímky radioteleskopů ze Severní a Jižní Ameriky, Evropy a Jižního Pólu, čímž dosahuje naprosto unikátního rozlišení. Průměr supermasivní černé díry v centru Mléčné dráhy je totiž navzdory její ohromné hmotnosti pouhých 44 milionů kilometrů, což je méně, nežli vzdálenost planety Merkur od Slunce.


Supermasivní černá díra je od Země vzdálená 26 tisíc světelných let. V takové vzdálenosti je pro nás její horizont událostí asi tak nepatrný, jako kdybychom pozorovali cédéčko na povrchu Měsíce. Ale Teleskop Horizontu událostí to nejspíš zvládne. Z teorie relativity víme, jak by asi černá díra měla vypadat. Pokud najdeme něco jiného, tak nás čekají velké předělávky našeho pohledu na gravitaci. Co asi v dubnu uvidíme v srdci Mléčné dráhy?

Video:  Photographing our Galaxy's Black Hole


Video: The Event Horizon Telescope: Imaging and Time-Resolving a Black Hole


Literatura
IFL Science 17. 2. 2017, Wikipedia (Event Horizon Telescope).

Autor: Stanislav Mihulka
Datum: 21.02.2017
Tisk článku

Díra - Daniel Petr
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní: 219 Kč
cena: 188 Kč
Díra
Daniel Petr
Související články:

Vábení stínů černých děr     Autor: Pavel Bakala (12.11.2015)
Teleskop Horizontu událostí odhalil magnetická pole supermasivní černé díry     Autor: Stanislav Mihulka (07.12.2015)
V srdci Mléčné dráhy máme tajuplný vesmírný urychlovač Pevatron     Autor: Stanislav Mihulka (19.03.2016)



Diskuze:

A čo tak efekty tmavej hmoty v okolí čierných dier?

Anton Matejov,2017-02-22 08:50:03

Ak platí teória o tmavej hmote...
Tmava hmota tvorí asi 23 % nášho vesmíru. Baryonická hmota tvori asi 5 % nášho vesmíru.
S čoho sa skladá tmava hmota nevieme.
Vieme, že tmava hmota sa prejavuje gravitačne. Preto ju veľká časť vedcov pripúšťa.
Vieme, že tmavá hmota neinteraguje s našou hmotou, alebo iba veľmi slabo.
Tmavá hmota by sa mala za určitých okolnosti rozpadať. Modelov teórii je viacej.
Modelovanie čiernych dier boli založené na modelovaní efektov s našou barionickou hmotou.
Do rovníc kolapsu masívnej hviezdy sme nazarátali efekty tmavej hmoty.
Efekty prejavov tmavej hmoty v okolí čierných dier som ešte tiež neregistroval.

Ale aj na tmavú hmotu by mali platiť nejako zakrivenia časopriestoru.
Na tmavú hmotu by tiež malo platiť Hawkingové žiarenie.
V článku sa uvádza tvrdenie...
Kosmický plyn a další materiál, který padá do supermasivní černé díry, nejprve krouží kolem horizontu událostí a vyzařuje při tom rádiové vlny. A tyto vlny by měl uvidět Teleskop Horizontu událostí...

Ak teda platia teórie tmavej hmoty, tak by sme tam mali registrovať oveľa viacej vyžarovania aj rádiových vln.

Odpovědět


Re: A čo tak efekty tmavej hmoty v okolí čierných dier?

Petr Kr,2017-02-22 10:25:33

Cituji: Ak teda platia teórie tmavej hmoty, tak by sme tam mali registrovať oveľa viacej vyžarovania aj rádiových vln.
A o kolik více? A umíte říci, které rádiové vlny jsou od spadlého kamene a které od spadlého "tmavého" neviditelného? Kolik vln se vyzáří z 1 kg hmoty? A kdo ví, zda tam spadl 1 kg?
Na vodě také vznikají vlny po dopadu předmětu. Pokud uvidím větší vlny, vím, že tam spadlo více hmoty (za předpokladu stejné rychlosti). Odpovězte, kolik hmoty bylo železa a kolik neželeza.

Odpovědět


Re: A čo tak efekty tmavej hmoty v okolí čierných dier?

Martin Vajsar,2017-02-22 10:48:58

Co ve Vašich úvahách chybí je to, že podle současných modelů temná hmota nemá vnitřní tření a nereaguje elektromagneticky (první je vlastně důsledek druhého, pokud tomu dobře rozumím). Proto se gravitačně nezahušťuje, netvoří tedy "temné hvězdy" (tedy masivní, gravitačně vázané objekty), ani výrazně neovlivňuje formování klasických hvězd nebo kolaps černých děr, a netvoří ani akreční disky. A i kdyby v akrečním disku byla a byla nějak zahřátá na vysokou teplotu, nebude zářit (v žádném, tj. ani v rádiovém, elektromagnetickém spektru), právě proto, že elektromagneticky neinteraguje. Čili stávající teorie temné hmoty (ať už jsou správné nebo ne) rozhodně nepředpovídají vyšší rádiové záření z oblasti horizontu událostí černé díry, než jaké odpovídá klasické hmotě.

Odpovědět


Re: A čo tak efekty tmavej hmoty v okolí čierných dier?

Karel Rabl,2017-02-22 12:43:44

No já jako laik ne fyzik si myslím, že temná hmota je součástí světlé hmoty, která pomocí temné hmoty vytváří prostor a v tomto prostoru kondenzuje normální hmota, která když gravitace přesáhne určitou mez(3sluncí), udělá v tomto prostoru díru do čtvrtého rozměru(času z kterého je stvořena hmota, tmavá či baryonová), ale jelikož čas se pro obyčejnou hmotu zastaví padá na horizontu událostí z našeho hlediska nekonečně dlouho, stejně tak se pohybuje celý vesmír, který urychlený vůči čtvrtému rozměru na rychlost světla těsně před pádem do horizontu událostí se takto pohybuje už přes třináct miliard let.To už jsem psal na oslu před mnoha lety, že velký třesk je omyl protože úplně stejně jako velký třesk by vypadal pád do černé díry akorát + by se zaměnilo s - jinak by bylo všechno téměř absolutně stejné.

Odpovědět


Re: Re: A čo tak efekty tmavej hmoty v okolí čierných dier?

Karel Rabl,2017-02-22 13:09:52

Možná by se dal určit směr pádu pomocí Galilea(s eliminováním středu mléčné dráhy) kdy by v určitém směru šly hodiny na oběžné dráze o něco pomaleji než na opačné straně zeměkoule kde je to částečně odstíněné od směru pádu, ale myslím si že i Galileo je ještě příliš hrubý pro měření pádu do černé díry a když bychom měli štěstí a byli v jedné rovině se sluncem směrem k horizontu událostí pádu vesmíru možná by to odstínilo slunce ale to bychom museli data z Galilea prověřovat celý rok.Stejně tak by šel využít i náš měsíc či Jupiter na jeho oběžné dráze.Atraktor směru pádu bude nejspíše odstíněn ostatními padajícími Galaxiemi takže tímto směrem by melo být více hmoty než jinde, ale je možné že pád vesmíru probíhá více dírami ve směru osy atraktoru takže by to mohlo mást určovat směr pádu pole hustoty Galaxií.

Odpovědět

Pozorování

Tomáš Novák,2017-02-21 12:30:26

Není to tak trochu oxymorón, to "pozorování" černé díry? Už z definice přece můžeme pozorovat jen působení BH na její okolí. Vidět tedy můžeme jen její projev resp. jakousi siluetu...

Odpovědět


Re: Pozorování

Jiří Svejkovský,2017-02-21 12:56:09

Myslím, že nemůžeme vidět vůbec nic (ani tu siluetu). BH má takovou gravitaci, že nemůže uniknout nic, tedy ani informace. A protože i silueta je informace, bude pro nás ta ďoura úplně neviditelná.

Odpovědět


Re: Re: Pozorování

Jakub Beneš,2017-02-21 13:20:40

pro zajimavost, gravitace dle vas neni informace? a ta si vesele unika a pusobi :) takze pomalu s temi kategorickymi zavery o informacich.

Odpovědět


Re: Re: Re: Pozorování

Tomáš Habala,2017-02-21 17:20:45

Gravitácia nie je pole, ktoré si veselo uniká. Gravitácia nie je žiarenie, je to zakrivenie časopriestoru.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Pozorování

Jaroslav Pešek,2017-02-22 07:49:09

Na druhou stranu víme, že se gravitace šíří rychlostí světla.
Sice je pěkné, že říkáte, že je to zakřivení časoprostoru, ale to nic neříká o tom co to zakřivení způsobuje. A jestli řeknete, že gravitace, tak si budete protiřečit.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Pozorování

Jaroslav Pešek,2017-02-22 07:58:42

A i zakřivení časoprostoru je informace.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Pozorování

Jakub Preclík,2017-02-22 10:39:02

Zakriveni, ktere se umi vyzarit v podobe vln, ktere byly nedavno pozorovany primo a ktere z toho systemu splyvajicich dvou cernych odnesly (vyzarili) hmotnost/energii 3 slunci. Zakriveni casoprostoru ma sve E (jako potencial) jako cokoliv jineho a E lze vyzarit, prenest, premenit. Aby ten slavny vztah e=mc^2 mel lepsi vyzneni, nepouzijete-li jednotky SI a c stanovite rovno 1, ziskate e=m.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Pozorování

Tomáš Habala,2017-02-22 12:42:41

Iste, sú to gravitačné vlny a je to informácia. Ale nie je to informácia ktorá by pochádzala ZVNÚTRA čiernej diery. Sú to vlny časopriestoru a je to informácia o tom, ako sa chová časopriestor. Ani to, že čierna diera má hmotnosť X sĺnk nie je informácia, ktorá "uniká" z čiernej diery. Je to tiež len informácia o tom, ako na čiernu dieru reaguje časopriestor. Inak povedané je to informácia o informácii. Ako keď vám Windows ukazuje, že na disku C máte zapísané 100GB informácii ale neviete aké informácie to sú.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Pozorování

Jakub Preclík,2017-02-22 16:57:00

Doufal jsem ze z odsazeni prispevku bude patrne, ze reaguji na Tomáše Habalu. Informacni paradox obsahu cerne diry dosud neni uspokojive vysvetlen. Takze souhlasim. Hawkingovo vyzarovani a hologram Erika Verlindeho znam.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Re: Pozorování

Viktor Košťál,2017-02-27 15:02:21

Mám za to, že se informace v černé díře neztrácí, zrovna čtu "Leonard Susskind : Válka o černé díry - Souboj se Stephenem Hawkingem o záchranu principů kvantové mechaniky" a v anotaci píšou:
Hawkingovo tvrzení, že informace z našeho vesmíru se definitivně ztrácejí v černé díře, by mělo pro pilíře fyziky a pro svět jako takový dalekosáhlé důsledky.
Dvě desetiletí trvající zápolení obou vynikajících vědců, po němž Hawking Susskindovi ustoupil, vyústilo v důležitý teoretický výzkum a řadu objevů...

Odpovědět


Informace skončily v BH

Josef Hrncirik,2017-02-22 07:20:27

Jaký je ale průměr EH?
CD na Měsíci zastiňující průměr BH má průměr 1,6 m. (arc = 5,4 nrad)
Jaké CD zastíní průměr EH?

Odpovědět


Chybičky se vloudily

Josef Hrncirik,2017-02-22 10:07:13

CD má průměr jen 5 cm (170 prad).
I při VVLBI 5000 km by vlnová délka musela být jen 0,7 mm, aby rozlišila průměr BH jako 2 body

Odpovědět


Re: Re: Pozorování

Ludvík Urban,2017-02-21 13:20:57

Ted je tam videt tohle:

Odpovědět


Re: Re: Re: Pozorování

Ludvík Urban,2017-02-21 13:21:38

Aha: ... http://i.giphy.com/26xBC4ordmeUx50Yg.gif

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Pozorování

Milan Krnic,2017-02-22 06:53:06

No vidět. Záleží, jak se na to "vidět" podíváte.
Vidět z pohledu "vidět na vlastní oči" to není.
Vidět z pohledu "počítat, modelovat, a pak vykreslit (ty nějak pohybující se žluté puntíky)" to tam jistě je.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Pozorování

Soběslav Holec,2017-02-22 07:59:58

Dá se z této animace jen pro představu určit, na jakou rychlost mohla být hvězda černou dírou urychlena?

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Pozorování

Petr Kr,2017-02-22 10:40:24

Asi z žádné animace bez znalosti řady dalších údajů nezjistíte ani odhadem téměř nic o zrychlení. Pokud je animace v reálném čase, 1mm odpovídá 100 mil.km a hvězda se pohybuje kolmo, pak je při pohybu hvězdy 2mm za sekundu rychlost 200mil. km/s. Ale je animace v reálném čase? Sledujete hvězdu kolmo k vektoru pohybu? Asi bude lepší to z animace odhadnout na hodnotu "moc" a najít si ty informace jinak.
Wikipedie: "V únoru 2005 byl objeven modrý obr SDSS J090745.0+24507 opouštějící Mléčnou dráhu dvojnásobnou únikovou rychlostí (0,0022 rychlosti světla). Trajektorii hvězdy je možné dohledat až zpět ke galaktickému jádru. Vysoká rychlost této hvězdy podporuje hypotézu existence obří černé díry ve středu naší galaxie."

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Re: Pozorování

Jakub Preclík,2017-02-22 10:53:16

Pokud vim, tak hmotnost cerne diry v centru nasi galaxie je dobre znama, stejne tak hmotnosti objektu v jejim okoli, takze jejich vzajemne rychlosti jsou znamy take. Minimalne u jednoho objektu uz je znama cela perioda obehu. Ale priznavam, ze jsem liny to hledat.

Odpovědět


Re: Re: Re: Re: Re: Pozorování

Jakub Preclík,2017-02-22 10:46:17

Na libovolonou rychlost. Klesnout pod horizont udalosti cerne diry znamena, ze byla dosazena rychlost svetla a tim padem tato hmota odchazi z pusobnosti obecne teorie realtivity nekam jinam, nikdo zatim nevi kam. Zde vam OTR da jako vysledek nekonecne rychlosti, coz je samozrejme jeji selhani nebo lepe hranice jeji platnosti.

Odpovědět


Re: Re: Pozorování

Jaroslav Pešek,2017-02-21 16:26:40

Gravitace si ale vesele uniká.

Odpovědět


Re: Pozorování

Pája Vašků,2017-02-21 13:32:45

To máte jako s dírami v plátku sýru. Taky tam není vůbec nic vidět, a stejně je vidíte.

Odpovědět


Re: Re: Pozorování

Milan Krnic,2017-02-22 06:57:50

Na sýr se koukáme přímo, tedy to není odpovídající srovnání.

Odpovědět


Re: Pozorování

Fanda Sin,2017-02-21 15:53:15

Co takové Hawkingovo záření?

To nejde měřit / pozorovat?

Odpovědět


Re: Re: Pozorování

Vojtěch Kocián,2017-02-21 20:05:55

U takto velkých černých děr by mělo být (podle teorie) mnohem slabší než reliktní záření. Aby bylo Hawkingovo záření silnější, musela by být černá díra lehčí než Měsíc (plus minus) a o takových nemáme žádné důkazy. Takže pokud se Hawking nemýlil, tak nešlo, ale o černých dírách víme tak málo, že možná ještě na nějaký mechanismus pozorování přijdeme.

Odpovědět


Re: Re: Re: Pozorování

Fanda Sin,2017-02-22 10:17:43

Děkuji, to jsem netušil.

Odpovědět


Re: Re: Re: Pozorování

Viktor Košťál,2017-02-27 15:49:12

Záření černé díry je vlastně zářením absolutně černého tělesa o teplotě zlomků Kelvina, a jelikož vše obklopuje reliktní záření o teplotě 2,7 Kevina, ještě hóóóódně dlouho potrvá, než se černé díry začnou reálně vypařovat (přírůstek bude menší než úbytek).

Odpovědět


Re: Pozorování

Jakub Preclík,2017-02-22 10:27:22

Podivejte se na nase slunce. Tam je gravitace predelana na zareni a to odnasi hybnost a moment hybnosti pryc. To, ze se vam pri pohledu na slunce zjanci par elektronu ve svetlocitlivych bunkach ve vasem oku ma za pricinu zmenseni gravitacniho potencialu slunce. Ten retez udalosti vypada nasl.: Hmota zakrivuje casoprostor tedy gravituje, tim se shlukuje do utvaru, kteremu roste hmotnost a zvysuje se tlak. Zacnou probihat reakce slucovani jader lehkych prvku, uvolni se prebytecne elmag. zareni, to doputuje do vasich oci a fyzicky v nich pohne hmotou elektronu. Toho si vsimne vase bunka na sitnici a ohlasi to mozku. A hle: vidim gravitaci. Ten foton, co vam ji prinesl si schovat nemuzete, ale tu hybnost a moment hybnosti ano.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni