Mustad augud on hetkel väga populaarsed, millest see tuleb?

Jah, kes oleks teadnud, et mustad augud võivad inimeste jaoks nii huvitavad olla? Hetkel on tõesti mustade aukude kuldaeg. Ma usun, et see on seotud sellega, et siiani võisid inimesed näidata musta auguna mida iganes, aga nüüd on meil päriselt neist esimene kujutis ja seega me saame päriselt näidata, millised need välja näevad.

Rääkides pildist endast, siis tahaksin natukene selgitada seda, mida seal näha on. Kui valgus ümber musta augu väändub, siis tekib seal omapärane ring ning see omakorda moodustab varju või silueti. Keskmine osa ongi must, kuna seal ristub valgus, mis meieni jõudma peaks, sündmuste horisondiga, mis selle ära sööb.

Ümber selle musta osa on aga footonorbiit - see on koht, kus valguse kiirusel liikuvad osakesed tiirlevad ümber musta augu ning nii näemegi seda, mis kujutisele püütud on. Selle mõõtmine meie jaoks on nagu paneksime joonlaua Einsteini teooriale ja mõõdaks aega ning ruumi. Me arvasime, et see on võimatu, kuid saime sellega päriselt hakkama.

Kas see on võrreldav näiteks esimese sammuga Kuul?

(Naerab) Ma ei usu, et ma tahaks asjaga nii kaugele minna. Ma pigem seostaks seda uute vaatepunktidega - kui me esimest korda Kuult Maad vaatasime, siis oli see uus viis asjade nägemiseks. See tegi meid haavatavaks, kuna esimest korda nägime asju teisest vaatepunktist kui sellest, millega me ise harjunud olime.

Ma arvan, et musta augu kujutis on mitmel viisil samasugune - see viib meid kaugemale sellest kogemusest, mis meil tavapäraselt oleks. See näitab meile, et need monstrumid, mida uskusime olemas olevat, on tõesti olemas. See muudab reaalsuseks millegi, millega me muidu lähiajal kokku ei puutuks.

Räägime natukene kujutise tegemise protsessist - kuidas see täpselt käis?

Kujutise loomise protsess on tõesti maagiline, kuid samal ajal ka väga teaduslik. Nagu Carl Sagan (tuntud Ameerika Ühendriikide astronoom -toim) on öelnud, siis selleks, et saada imelisi tulemusi, peavad olemas olema ka imelised tõendid. See tähendab, et kõik algab andmete kogumisest.

Kui tavapärasel optilisel teleskoobil põrkavad kosmosest pärinevad valguskiired ideaalse kujuga optiliselt paraboolilt ning jõuaks samasse fookusesse, siis sealt tulekski pilt teha. Seega, geomeetria võimaldab kogu valguse ühte kohta püüda.

Nüüd kujuta aga ette, et sa tahaksid ehitada terve Maa suuruse teleskoobi, sest see on see, mida musta augu kujutamiseks on vaja. Need on ikkagi universumi ühed kõige väiksemad objektid. Selleks võtsime me raadioteleskoobid ja panime need Maa äärepunktidesse. Kõik need teleskoobid vaatasid samal ajal samasse punkti. Siis kogusime me raadiolaineid ja salvestasime nende kogumise aega aatomkellaga. See omakorda võimaldas meil kõik kogutud lained superarvuti abiga salvestiseks kokku panna. See võimaldas meil luua teleskoobisüsteemi, mis toimis, nagu see olekski Maa suurune.

Samas ei olnud see päriselt nii lihtne - teatavasti Maa pöörleb ning seega need teleskoobid liiguvad eri kohtadesse. See tähendas, et pidime kasutama erinevaid teleskoope, et luua justkui ämblikuvõrk, mis kataks terve Maa ning vajadusel võimaldaks meil eri teleskoope kasutada, olenevalt Maa pöörlemisest.

Kui palju andmeid te projektiga kogusite?

Meil oli umbes kümme petabaiti andmeid. Võrdluseks - see oleks tuhandete aastate pikkuses MP3 salvestisi. Samas suutsime selle esmalt kogutud info umbes 100 miljoni kordselt kokku suruda ning lõpuks saime umbes kõvaketta mahus andmeid.

On olnud kriitikat, et kuna tegemist on raadioteleskoobiga, siis tehniliselt pole tegemist fotoga. Mida te sellisele kriitikale vastaksite?

Ma ütleks, et iga kord, kui kujutise tegemiseks kasutada mingit instrumenti, isegi näiteks kaamerat või inimese oma silma, siis selle kogutud andmeid töödeldakse mingil moel.

Näiteks, kui panna ette öövaatlusprillid, siis inimesed valdavalt usuvad, mida nad näevad, kuigi tegelikult näevad nad samamoodi soojuskiirgust, mis eri kehadelt tagasi põrkub. Öövaatlusprillid on lihtsalt miski, mis võimaldab seda palja silmaga näha.

Sama asi on raadiolainetega - me ei saaks neid küll kunagi oma silmaga näha, kuna need on liialt pikad, kuid raadioteleskoopide abiga saame luua kujutise, mis nende raadiolainete intensiivsust kujutab. Seega me näeme seda, milline see välja näeks, juhul, kui me saaksime näha raadiolaineid.

Loo autor (vasakul) ja Sheperd Doeleman
Foto: Jan-Matthias Mandri

Millal võiksime me järgmist musta augu kujutist näha?

Hetkel ma ei oska seda veel öelda. Ma võin öelda, et näiteks Sagittarius A* (Linnutee keskmes oleva musta augu, mille kujutamise üle teadlased arutanud on -toim) kujutamine on keeruline, kuna see on tuhat korda vähem massiivne. See tähendab, et dünaamiline ajajoon on samuti tuhat korda kiirem.

Võrdluseks hetkel jäädvustatud musta augu puhul võtab ainel selle ümber tiiru tegemine umbes ühe kuu, Sagittarius A* puhul aga pool tundi. Seega, see täht muutuks pidevalt ja sellest kujutise saamine oleks väga keeruline ning vajaks uusi algoritme, mille kallal me hetkel töötame ja mis võimaldaks videote konstrueerimist. Ma olen nende arendamise suhtes küll väga optimistlik ja kindel, et me saame sellega ühele poole, aga ma ei oska öelda, millal järgmist kujutist näha saab.

Aga millal te järgmisi mõõtmisi tegema hakkate?

Järgmise aasta aprillis. Erinevalt kaheksast teleskoobist, mida sel korral kasutasime, kasutame järgmisel korral aga kokku ühtteist teleskoopi. Praeguste juurde lisanduvad Prantsusmaal, Gröönimaal ja Arizonas asuvad raadioteleskoobid.

Mis te arvate - kas sel korral tehtud foto on nn tüüpiline must auk või võib teine kujutis olla hoopis teistsugune?

Hetkel on meile teadaolevalt vaid kaks musta auku, mida me selliselt kujutada saaksime. Kui mustale augule nii ligidale minna, siis on tugev gravitatsioon see, mis määrab, mida sa näed. Seega, olenemata, millise nurga alt kujutis teha, on saadav kujutis valguse väändumise mõistes laias laastus sama. See tähendab, et footonorbiidist tulenev iseloomulik rõngas oleks olemas.

Samal ajal võib see aga muutuda - kui vaadata näiteks pöörlevat musta auku, siis võib pöörlemistelje poolt vaadatuna must auk tunduda väga sümmeetriline. Kui vaadata aga sellega risti näeksime hoopis midagi muud - üks pool liiguks vaatlejast eemale, teine tema poole. Üks pool oleks ka eredam ja teine tumedam, nii võikski kujutisel olla hoopis asümmeetriline poolkuud meenutav objekt.

Millised oleks tulevikutegevused, et rohkem mustasid aukusid leida, et neid kaardistada?

Peamine eesmärk on loomulikult luua (raadio)teleskoop, mis oleks suurem kui meie planeet, kuna hetkel see piirab meie tegevust väga palju. See võiks näiteks tiirelda ümber Päikese stabiilsel orbiidil või üks punktidest asuda Kuul.

Samas on meil ka kavas nende uute ja suurte teleskoopide ning võimalik, et ka kvantarvutite abiga hakata mustadest aukudest filme tegema, sealhulgas reaalajas. Filmide ja videote tegemine on palju mõistlikum, kuna Maa pöörlemise tõttu on neid lihtsam teha. Tõenäoliselt jõuame esimese sellise filmini kümne aasta jooksul.

Aga kas see teleskoobiplaan on realistlik?

Loomulikult. Kui teha maailmamuutvat teadust, siis minu kogemusest lähtub, et alati öeldakse kaht asja. Esiteks ütlevad mõned inimesed, et asju ei saa teha. Nende inimestega on lihtne - saad lihtsalt öelda, et sinu arvates saab ja ongi kõik. Teine probleem on aga palju keerulisem - inimesed, kes ütlevad, et midagi saab teha, aga mitte praegu. Alati tahetakse viivitada, kuna suured teadusprojektid on kulukad ja suure riskiga.

Mõlemal juhul tuleb aga kindlalt neile vastu võidelda ja see võitlus on miski, mis alati suurte avastustega kaasneb. Suurte projektide puhul on oluline, et oleks alati inimesed, kes seda teeks. Kes oleks nõus ohverdama ja ütlema, et asju on võimalik teha. Tiim on väga oluline - nagu öeldakse, kui tahad minna kiiresti, tasub minna üksi, aga kui tahta minna kaugele, tuleb minna koos.