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. Образуват се от огромни умиращи звезди, които са толкова плътни и тежки, че нищо не може да преодолее гравитационното им притегляне, включително светлината. Те нарушават законите на време-пространството и това дълго време караше учените да се чудят как изглеждат черните дупки*.

как изглеждат черните дупки* – благодарение на телескопа ‘Хоризонт на събитията’ (Event Horizon Telescope), в началото на април 2019 година бе показан първият реален образ на черна дупка. Наречена е M87 и се намира в центъра на галактиката Дева или на 54 милиона светлинни години разстояние от Земята.

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, което я прави невидима за човешкото око. 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 в днешните научнофантастични филми. 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 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 киноиндустрията. Нещо повече, скорошни симулации направени със супер-компютър на НАСА показват, че изображението на Люмине е изключително точно!