Първото изображение на черна дупка е от 1979 година

Черните дупки са толкова странни, че астрофизикът, който пръв предположил съществуването им решил, че те не могат да съществуват в реалността. Те се образуват от огромни умиращи звезди, които са толкова плътни и тежки, че нищо не може да преодолее гравитационното им притегляне, включително светлината. Черните дупки нарушават законите на време-пространството и това кара учените да се чудят как изглеждат всъщност те.

Може би сме съвсем близо до това да видим снимка на черна дупка, благодарение на телескопа ‘Хоризонт на събитията‘ (Event Horizon Telescope), но още през 1979 година, Жан-Пиер Люмине създал ‘изображение‘ на черна дупка, използвайки стар компютър, много изчисления и туш (гъсто черно мастило, което се използва за чертане).

Изображението на Жан-Пиер Люмине
черна дупкаСнимка: www.ispacea.com

Проблемът с изобразяването на черна дупка е, че по дефиниция, тя не излъчва нито светлина, нито радиация. Но в познатата ни Вселена черните дупки се намират в близост до големи звезди, като засмукват материя и газ от тях. Това е процес, който може да бъде наблюдаван от астрономите, тъй като засмукваният газ се нагорещява, приближавайки черната дупка и започва да излъчва радиация.

Това е добър източник на светлина. Растящите пръстени около черната дупка започват да светят и я разкриват‘ – пише Люмине в личния си блог.

Отличителната черта на всяка една черна дупка е ‘хоризонта на събитията‘. Това е точката, отвъд която материята и светлината не могат да се завърнат. По периферията на черната дупка, засмуканите материали от близките звезди образуват светещи пръстени, които са представени като два перпендикулярни един на друг диска в холивудската продукция ‘Interstellar‘.

Представяне на черна дупка във филма ‘Interstellar’
черна дупка интерстелър
Снимка: www.ispacea.com

Всъщност има само един диск от пръстени около екватора на черната дупка, но светлината се пречупва под въздействието на изключително силната гравитация и създава впечатлението, че пръстените са перпендикулярни един на друг.

Според Люмине има още два интересни феномена, които не се изобразяват във филмите. Първият е факта, че енергията и светлината са много по-силни в близост до ‘хоризонта на събитията‘ (повърхността на черната дупка), отколкото в края на дисковете. Другият е ефекта на Доплер и Айнщайн. Според него, поради изключително бързото въртене на дисковете, в зависимост от посоката на въртене, едната страна на дисковете би била много по-ярка от другата.

обяснение черна дупкаСнимка: www.ispacea.com

В изображението на Люмине дисковете се въртят противоположно на часовниковата стрелка (горното изображение). Това означава, че светлината се приближава към наблюдаващия отляво и се отдалечава отдясно, което прави лявата страна значително по-ярка.

Всичко това прави черната дупка да изглежда ярка близо до центъра и лявата страна. Интересно е, че Кристофър Нолън, режисьор на ‘Interstellar‘,  се консултирал със специалисти относно това как би трябвало да изглежда черната дупка, но в последствие са решили да изменят вида ѝ, тъй като повечето хората не са запознати с тези физични закономерности и действителният ѝ облик би бил объркващ.

Кадър от филма ‘Interstellar’
реално изображение на черна дупкаСнимка: alphacoders.com

Люмине успял да изчисли всичко това през 1979 година с помощта на компютър IBM 7040 (модел компютър). Машината изчислила кривите и те били прехвърлени на печатна машина. Но за да създаде крайното изображение, той използвал техника, чрез която се рисуват точки на ръка върху хартия с негативен образ (тонално обърната по цвят и осветеност основа).

Резултатът е изображение, което според астрономите е по-близо до реалността, отколкото представянето на черните дупки в кино индустрията. Нещо повече, скорошни симулации направени със супер-компютър на НАСА показват, че изображението на Люмине е изключително точно.