Voisi kuulostaa hankalalta sanoa, että maailmankaikkeus on täynnä salaisuuksia. Mutta se on totta.
Johtavia heistä ovat esimerkiksi Dark Matter, Dark Energy ja tietysti vanhat ystävämme, Black Holes. Mustat reiät voivat olla kiinnostavimpia niistä kaikista, ja pyrkimys ymmärtää niitä - ja tarkkailla niitä - jatkuu.
Pyrkimys kiihtyy huhtikuussa, kun Event Horizon Telescope (EHT) yrittää kaapata ensimmäisen kuvan mustasta reiästä ja sen tapahtumahorisontista. EHT: n kohde ei ole kukaan muu kuin Jousimies A, hirviön musta aukko, joka sijaitsee Linnunradan galaksissamme. Vaikka EHT vie 10 päivää tietojen keräämiseen, todellisen kuvan käsittely ei ole valmis eikä se ole käytettävissä ennen vuotta 2018.
EHT ei ole yksi kaukoputki, vaan joukko radioteleskooppeja ympäri maailmaa, jotka kaikki on kytketty toisiinsa. EHT sisältää tähtitieteen maailman supertähtyjä, kuten Atacama Large Millimeter Array (ALMA), sekä vähemmän tunnettuja laajuuksia, kuten etelänavan teleskooppi (SPT.). Hyvin pitkä-perustaso-interferometrian (VLBI) edistyminen on tehnyt siitä on mahdollista kytkeä kaikki nämä kaukoputket toisiinsa siten, että ne toimivat kuin yksi suuri ”koko Maan kokoinen”.
Kaikkien näiden kaukoputkien yhteenlaskettu teho on välttämätöntä, koska vaikka EHT: n kohde, Jousimies A, on yli 4 miljoonaa kertaa aurinkoomme massa, se on 26 000 valovuoden päässä maasta. Se on myös vain noin 20 miljoonaa km poikki. Valtava, mutta pieni.
EHT on vaikuttava monista syistä. Toimiakseen jokainen komponentti teleskooppi kalibroidaan atomikellalla. Nämä kellot pitävät aikaa tarkkuudella noin biljoonaosa sekunnista sekunnissa. Työ vaatii armeijan kiintolevyjä, jotka kaikki kuljetetaan suihkukoneen kautta Haystackin observatorioon MIT: ssä käsittelyä varten. Tämä prosessointi vaatii niin kutsuttua ruudukkotietokonetta, joka on eräänlainen virtuaalinen supertietokone, joka koostuu 800 prosessorista.
Mutta kun EHT on tehnyt asiansa, mitä näemme? Se, mitä voimme nähdä, kun saamme tämän kuvan lopulta, perustuu kolmen suuren nimensä työhön fysiikassa: Einstein, Schwarzschild ja Hawking.
Kun kaasu ja pöly lähestyvät mustaa reikää, ne nopeutuvat. Ne eivät vain nopeuta vähän, ne nopeuttavat paljon, ja se saa heidät lähettämään energiaa, jonka voimme nähdä. Se olisi valon puolikuu yllä olevassa kuvassa. Musta möykky olisi varjo, jonka heittää valo itse valon läpi.
Einstein ei ennakoinut tarkalleen mustien reikien olemassaoloa, mutta hänen teoreettinen suhteellisuusteoriansä teki. Yhden hänen nykyaikaistensa, Karl Schwarzschildin, työ oli todella naulattu siihen, kuinka musta aukko voisi toimia. Siirry eteenpäin 1970-luvulle ja Stephen Hawkingin työlle, joka ennusti niin kutsuttua Hawkingin säteilyä.
Yhdessä nämä kolme antavat meille kuvan siitä, mitä voimme nähdä, kun EHT lopulta kaappaa ja käsittelee tietojaan.
Einsteinin yleinen suhteellisuusteoria ennusti, että supermassiiviset tähdet vääristyvät tarpeeksi tilaa aika-ajoin, ettei edes valo päästä niistä. Schwarzschildin työ perustui Einsteinin yhtälöihin ja paljasti, että mustilla reikillä on tapahtumahorisonttia. Mikään tapahtumahorisontin säteilemä valo ei pääse ulkopuoliseen tarkkailijaan. Ja Hawking-säteily on teoreettista mustan kehon säteilyä, jonka mustien reikien ennustetaan vapauttavan.
EHT: n voima auttaa meitä selventämään ymmärrystämme mustista reikistä valtavasti. Jos näemme mitä luulemme näkevämme, se vahvistaa Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian, teorian, joka on vahvistettu havainnollisesti uudestaan ja uudestaan. Jos EHT näkee jotain muuta, jotain, jota emme odottaneet ollenkaan, se tarkoittaa, että Einsteinin yleinen suhteellisuus sai sen väärin. Ei vain, mutta se tarkoittaa, että emme oikein ymmärrä painovoimaa.
Fysiikan piireissä he sanovat, ettei koskaan ole järkevää lyödä vetoa Einsteiniä vastaan. Hänelle on toistuvasti osoitettu olevan oikea. Jotta voimme selvittää, oliko hän jälleen oikeassa, meidän on odotettava vuoteen 2018 asti.
