phối lại từ hình ảnh lịch sự CC-BY-SA ESO (thông qua Wikimedia Commons)

Nhiếp ảnh hố đen

Hoặc, làm thế nào để làm cho một kính thiên văn lớn như thế giới

Đây chính là nó. Hình ảnh đầu tiên đã được chụp về bất kỳ lỗ đen nào.

Và có thể ban đầu nó trông không đẹp mắt, nhưng hãy xem xét điều này: không chỉ lỗ đen này cách chúng ta khoảng 55 triệu năm ánh sáng, mà các lỗ đen cũng vô hình bởi chính bản chất của chúng! (Điều này là do lực hấp dẫn của chúng quá mạnh đến nỗi thậm chí ánh sáng không thể thoát khỏi chúng.)

Đó là lý do tại sao, trong nhiều năm, các nhà thiên văn học nghĩ rằng hình ảnh của một lỗ đen sẽ không thể có được.

Họ đã sai.

Về lý thuyết, chúng ta không thể chụp ảnh lỗ đen vì không thể chụp ảnh thứ gì đó không phát ra hoặc phản chiếu ánh sáng.

Hãy nhìn kỹ hơn, mặc dù. Những gì bạn nhìn thấy trong hình không phải là lỗ đen, mà là một cái đĩa xung quanh nó. Bạn sẽ thấy không gian màu đen, một vòng lửa, và sau đó nhiều màu đen hơn bên trong.

Đó là lỗ đen.

Trong ảnh này, lỗ đen không nhìn thấy được - và không nên, nếu các định luật vật lý của chúng ta đúng.

Bản thân chiếc nhẫn tồn tại do một hiện tượng trong đó một ngôi sao đến quá gần lỗ đen và bị hút vào nó.

Do lượng lực hấp dẫn khổng lồ do lỗ đen gây ra, ngôi sao bị kéo vào cho đến khi tất cả những gì còn lại là chiếc nhẫn. Chiếc nhẫn được gọi là đĩa bồi tụ và đó là phần rõ ràng nhất của hình ảnh được chụp.

Nhưng nó sẽ không tồn tại mãi mãi: lỗ đen tiếp tục phát huy tác dụng và sau một thời gian, chiếc nhẫn này cũng sẽ bị ăn mòn.

Câu chuyện bắt đầu với một nhóm nhỏ các nhà đổi mới và kết thúc bằng một chiếc kính thiên văn không giống với bất cứ thứ gì thế giới từng thấy.

Mặc dù gần đây đã có những tiến bộ lớn trong công nghệ kính viễn vọng, nhưng không có kính viễn vọng đơn lẻ nào trên trái đất có thể chụp ảnh lỗ đen. Chúng chỉ quá nhỏ để làm như vậy!

Về lý thuyết, để có loại độ phân giải đó, bạn sẽ cần một kính thiên văn có kích thước bằng hành tinh Trái đất, và rõ ràng, điều đó là không thể. Để giải quyết vấn đề này, họ đã nghĩ ra một ý tưởng thực sự sáng tạo: nếu một chiếc kính thiên văn không thể thực hiện được thì có lẽ nhiều người sẽ làm.

Hóa ra, họ đã đúng.

Nhóm nghiên cứu đã sử dụng một mạng lưới các món ăn toàn cầu để mô phỏng một chiếc kính thiên văn có kích thước này. Mười hai kính viễn vọng vô tuyến đặt tại các điểm khác nhau trên khắp thế giới được giữ đồng bộ với các đồng hồ nguyên tử mạnh mẽ. Mỗi kính viễn vọng thu thập và ghi lại sóng vô tuyến đến từ gần lỗ đen. Dữ liệu này sau đó được kết hợp bằng siêu máy tính để tạo ra hình ảnh của lỗ đen.

Chương trình này bao gồm sự hỗ trợ của nhiều quốc gia và được đặt tên là Kính thiên văn Sự kiện Chân trời hay EHT.

Lỗ đen này thực sự là cái được gọi là lỗ đen siêu lớn sống ở trung tâm của thiên hà Messier 87. Nó to gấp 7 tỷ lần Mặt trời của chúng ta. Đó là khổng lồ so với các lỗ đen siêu lớn khác.

Phần quan trọng nhất của bức ảnh này là nơi không có ánh sáng, mà vòng tròn đen ở trung tâm có khả năng đo khoảng 25 tỷ dặm. Đó là lỗ đen thực sự.

Và ở rìa của nó là nơi được gọi là chân trời sự kiện, điểm không thể quay lại. Khi bạn vượt qua chân trời sự kiện, lực hấp dẫn của lỗ đen mạnh đến mức bạn không thể trốn thoát. Không phải bạn, không phải tàu vũ trụ nhanh nhất, thậm chí không phải thứ nhanh nhất trong vũ trụ: ánh sáng.

Rất nhiều điều cần thiết để có thể chụp được bức ảnh này, đủ để nó có thể được coi là một phép màu. Ánh sáng truyền đi trong khoảng 55 triệu năm ánh sáng, mà không bị hấp thụ bởi khí hay hạt. Chỉ một phần nhỏ của sóng vô tuyến đập vào bầu khí quyển bên ngoài thực sự cuối cùng chạm tới bề mặt, vì hầu hết chúng bị hấp thụ hoặc phản xạ. Và để các sóng này được EHT nhận được, thời tiết cần phải tốt và rõ ràng ở mỗi một trong số 12 kính viễn vọng, bao gồm cả sóng ở Nam Cực.

Đây là hình ảnh đầu tiên về một lỗ đen từng được chụp, nhưng chắc chắn nó không phải là hình ảnh cuối cùng.

Như sau thành công đầu tiên này, nhóm các nhà khoa học EHT đã bắt đầu kiểm tra các lỗ đen khác, với hy vọng tiếp tục hiểu biết của chúng ta về các lỗ đen.

Nhóm nghiên cứu hiện đã quay chiếc máy ảnh khổng lồ về phía một lỗ đen khác có tên là Sagittarius A *. Lỗ đen này là một trong những trung tâm của thiên hà của chúng ta, Dải Ngân hà. Chúng tôi tin rằng hình ảnh của nó sẽ được phát hành sớm.

Với những hình ảnh về các lỗ đen này, chúng ta có thể hiểu thêm về các thuộc tính của chúng và trả lời các câu hỏi chưa được trả lời như:

Tại sao chúng có mặt ở trung tâm của các thiên hà? Tại sao họ nôn ra những dòng hạt hạ nguyên tử khổng lồ vào không gian? Làm thế nào chính xác họ ảnh hưởng đến vải không gian xung quanh họ?

Và, một ngày nào đó họ có thể có ảnh hưởng gì đến chúng ta?

Bạn muốn viết với chúng tôi? Để đa dạng hóa nội dung của chúng tôi, chúng tôi đang tìm kiếm các tác giả mới để viết tại Snipette. Đó có nghĩa là bạn! Nhà văn đầy tham vọng: chúng tôi sẽ giúp bạn định hình tác phẩm của mình. Nhà văn thành lập: Nhấn vào đây để bắt đầu.

Có một vài câu hỏi? Hãy thảo luận về chúng dưới đây. Hãy đến và nói xin chào!