Pregled posta

Dodatno o crnim rupama

Nakon što se prašina oko objave prve slike crne rupe malo slegla,
vrijeme je da dodam malo podataka. Jedan od kolega koji radi na
američkom dijelu projekta i napisao je program za provjeru kvalitete
signala, je dao seminar u institutu gdje radim i popričao sam s njim
pa ću se podijeliti s vama dodatnim informacijama.

Kao prvo, slika iz prethodnog posta je usrednjena verzija, dobivena
kombinacijom rezultata dobivenim neovisnim računima četiri odvojena
tima, koji su računali svaki za sebe, različitim metodama. Objasnit
ću dodatno zašto je zapravo uzelo toliko podataka i vremena za napraviti
tu jednu sliku. Naime, objavljena slika je napravljena od podataka iz
mjerenja izvršenih pred dvije godine, 2017! Svaki teleskop koji je
učestvovao u mjerenju je svaki dan proizveo oko 350TB podataka-to je
350 000 GB. U mjerenju iz 2017 su učestvovali teleskopi povezani punim
linijama na slici:

Sve slike i informacije za ovaj tekst sam preuzeo iz članaka dostupnih na stranici
Event Horizon Telescope.

Isprekidanim linijama je pokazana cijela mreža EHT, ali M87 nije vidljiva sa
Južnog pola, pa ti dijelovi mreže nisu bili uključeni u mjerenja. Galaksija
M87 je odabrana jer je velika i relativno blizu, pa je najlakše vidjeti
objekt u sredini. Dakle, 7 teleskopa, 7x350TB, to je puno podataka. Pošto
su opservatorije obično na visinama, gdje je zrak rjeđi, ne može se
koristiti obične diskove, nego ih treba zatvoriti u posebne kutije pod
pritiskom, uz dodatak helija. Naime, trenje je veće pri rjeđem zraku, pa
se diskovi mnogo brže kvare, bolje ih je staviti u zaštitne komore.

Podaci sadrže rezultate očitanja s detektora, ali i vrlo precizne podatke o
vremenu promatranja, koje je mjereno atomskim satom na svakom teleskopu.
Naime, konačna slika iz svih teleskopa je dobivena spajanjem rezultata
dobivenih u istom vremenu. Možete si to zamisliti kao da je zbrajan val
svjetlosti sa različitih teleskopa udaljenih cijeli promjer Zemlje, i
naknadno spajan u jedan val. Za to je potrebno stvarno točno znati moment
promatranja.

Svih tih podataka je previše da bi ih se moglo slati internetom (prijenos bi
trajao predugo), pa su kutije s diskovima transportirane avionima do
centara obrade u USA i Njemačkoj. Slika crne rupe je postavila rekord
što se tiče količine podataka potrebnih za dobiti jedan znanstveni
rezultat. Nakon početne obrade, gdje su podaci posloženi da budu dostupni
za usporedbe, četiri odvojena tima su, dvijema različitim metodama,
obrađivali rezultate. Nakon 7 tjedana su usporedili što je dobio svaki od
timova:

Bitan rezultat je bio da su sva četiri tima dobila asimetrični prsten
promjera oko 40 miliontih dijelova sekunde luka, sa svijetlijim
područjima na južnom dijelu prstena. Varijacije u profilu, debljini i sjaju
duž prstena su dobivene zbog različitih pretpostavki u modelima kojima su
timovi obrađivali rezlutate.

Južni položaj sjajnijih elemenata u prstenu omogućuje nam ustvrditi da je
smjer rotacije crne rupe u smjeru kazaljke na satu.

Kao što sam napisao, usrednjenjem tih rezultata dobivena je jedna slika,
koja je onda predstavljena kao najbolji rezultat što ga trenutno možemo dati
o izgledu sjene (ili radije siluete, ali nekako se primio manje točan
naziv "sjena", valjda jer je jednostavniji) crne rupe.

Podaci iz četiri dana promatranja su dali slijedeće rezultate:

Time je dodatno provjereno da asimetrija u rezultatu nije bila zbog neke
trenutne karakteristike konfiguracije teleskopa ili instrumenata.

Što dalje? Iduće promatranje je već povijest, obavljeno je krajem prošle,
2018 godine, i obrada rezlutata je počela. Sada je u promatranja bio
uključen i dodatni teleskop, na Grenlandu:

Pošto je taj teleskop još u testnom radu na obali Grenlanda, a ne na visini
od 3000m, gdje će biti postavljen kad se nađe novac za to, pitanje je koliko
dobri će biti rezultati s njega. Pokušali su ga uključiti, jer se njime dobiva
30% poboljšana rezolucija u smjeru sjever-jug.

Nakon M87, cilj promatranja će biti supermasivna crna rupa u centru naše
Galaksije.

Ljudi će reći "a pošto nam sve to"?, ali argumenata "zašto" za plaćanje
ovakvih istraživanja je puuuno. Ne mislite valjda da bi države plaćale
toliko novaca samo da se grupa šarolikih tipova šeće po planinama na rubu
civilizacije i snima crne rupe po svemiru? Takva istraživanja guraju naše
tehničke i znanstvene mogućnosti naprijed, mnogo dalje nego što bi Joža u
garaži mogel izmajstorirati. Za instrumente ovog tipa detektori,
elektronika, kompjuteri i algoritni su morali biti dobrano poboljšani ili
čak nanovo razvijeni, a teorijske osnove su isto prošle kroz dodatno sito i
rešeto. Na tome zarađuju svi, a posebno industrija koja na kraju proizvodi
instrumente.

Moji (malobrojni) kolege koji su ostali (pokušavati) raditi u Hrvatskoj
često daju za primjer projekte u kojima male zemlje kvalitetom znanstvenog
rada pojedinih timova postižu priznate rezultate u ovakvim suradnjama.
Upravo u tome je šansa i naših stručnjaka i ljudi, kojih naša sveučilišta
još, valjda po inerciji starog sistema, i dalje proizvode podosta. Pitanje
je kako će to izgledati kada i po pitanju naobrazbe postanemo samo kolonija
većih država, kao što smo postali po pitanju proizvodnje hrane i svega
ostalog.

Post je objavljen 28.04.2019. u 15:09 sati.