Область темряви

Світові вчені зробили неможливе — побачили і зафіксували буквальне ніщо. Місце в космосі, де час обертається назад і міняється місцями з простором

Іван Яковина,
оглядач НВ

10 квітня 2019 року стало епохальною датою для світової астрофізики. Міжнародна колаборація вчених представила перше в історії зображення тіні горизонту подій надмасивної гравітаційної аномалії на тлі акреційного диска з розпеченої плазми. Простіше кажучи, побачили величезну чорну діру.

Йдеться про об'єкт у центрі галактики Messier 87, розташованому на відстані приблизно 54 мільйони світлових років від Землі. Побачена вченими чорна діра — це справжній колос навіть за астрономічними мірками: шість із половиною мільярдів мас Сонця. Діаметр її горизонту подій теж вражає уяву — приблизно півтора діаметра нашої Сонячної системи.

До того ж зараз (а точніше, 54 мільйони років тому) ця діра дуже активна: вона пожирає щось дуже велике — зірку або ціле зоряне скупчення. Перед вживанням будь-якої матерії чорна діра силою своєї гравітації розриває її на дрібні частки, утворюється розігріта до мільйонів градусів плазма, яка випромінює в усіх діапазонах спектру. На тлі цього дуже яскравого випромінювання вчені і зуміли розглянути горизонт подій чорної діри.

Для ясного зображення звичайний телескоп не годився. Необхідну роздільну здатність можна було отримати, лише використовуючи глобальну мережу з восьми радіотелескопів, якій дали назву Телескоп горизонту подій (Event Horizon Telescope, EHT).

Застосування такої масштабної системи породило низку складнощів. Вченим довелося розробити непростий алгоритм синхронізації їхньої роботи, а також порівняння і приведення до спільного знаменника результатів. Адже радіотелескопи видають зовсім не шматочки зображення, а інтерференційну картину — чорно-білі смужки різної товщини, які лише потім перетворюються на єдине загальне зображення після титанічних обчислювальних зусиль.

Підсумок двох років спостережень, інженерної та обчислювальної роботи — досить скромне і не дуже чітке зображення, на якому навіть кольори несправжні: їх додали для наочності.

Деякі люди, які очікували чогось неймовірно прекрасного або до паралічу жахливого, навіть зажурилися. Жартівники порівнювали зображення із недопалком, бубликом, оком кішки в темряві або чимось ще навіть більш прозаїчним. Однак важливість цього відкриття переоцінити неможливо.

По-перше, у нас не було стовідсоткової впевненості в тому, що чорні діри взагалі існують. Так, багато явищ могли бути пояснені тільки їх наявністю, але прямих доказів досі у людства не було.

Саме там лежать ключі до міжзоряних подорожей

По-друге, астрономи побачили саме те, що очікували побачити. Якби отримане зображення було принципово іншим — скажімо, яскравий об'єкт або концентричні кола, або щось ще, то наші уявлення про фізику довелося б повністю переписувати, це була б катастрофа для фундаментальної науки. Ну або належало б шукати помилку в роботі обладнання і розрахунках. У будь-якому разі отримане зображення дало змогу вченим зітхнути з величезним полегшенням. Вони пройшли неймовірно важливий тест.

По-третє, інженери довели свою здатність зробити неможливе — побачити буквальне ніщо. Область простору, де не діють наші закони фізики, де час обертається назад і міняється місцями з простором. У філософському сенсі ми побачили один із входів у пекло. За нашими уявленнями, за горизонтом подій починається царство абсолютної ентропії — перемоги випадку над логікою, хаосу над порядком, темряви над світлом.

На цьому рубежі можна сміливо написати: Хто йде сюди, покинь усі надії. Повернення із чорної діри немає ні для кого й ні для чого, ні речовини, ні випромінювання, ні простору, ні часу.

Але саме там, біля входу в пекло, лежать відповіді на найфундаментальніші питання світобудови. Зображення EHT можна вважати першою вилазкою першопрохідців. Вони повернулися до людей і розповіли, що там відбувається. Тепер туди підуть нові люди, які набагато краще споряджені і знають, чого чекати.

Уже зараз астрономи готові сфотографувати нашу рідну галактичну чорну діру, розташовану в центрі Чумацького Шляху — об'єкт альфа Стрільця. Тепер вони знають, як це зробити. Їхні інструменти будуть точнішими, методи — досконалішими, а обчислювальні потужності — більшими.

Одного разу проклавши шлях до найтаємничіших і найнебезпечніших об'єктів у Всесвіті, ми від них вже не відстанемо. Люди не зупиняться, поки не вирвуть відповіді на всі запитання, що нас мучать.

Саме там лежать ключі до міжзоряних подорожей, підпросторових стрибків, подорожей у часі, до таємниці природи гравітації та до створення Загальної Теорії Всього. Крім того, відповідь на питання: чи є наш Всесвіт голограмою? — теж лежить там.

І ми неминуче знайдемо відповіді на всі ці запитання, оскільки саме в цьому і є сенс існування людства. Американський астрофізик Карл Саган сказав зі схожої підстави: "Космос є всередині нас, ми всі зроблені з зоряної речовини. Ми — це спосіб, яким космос пізнає сам себе".