Postojanje crnih rupa prvi je predvidio njemački fizičar i astronom Karl Švarcšild rješavajući Ajnštajnove jednačine gravitacije 1915. godine. Iste godine kada je Ajnštajn objavio svoju poznatu Opštu teoriju relativnosti. Švarcšild je to uradio dok je bio vojnik na ruskom frontu, a rješenje je poštom poslao Ajnštajnu.
Formiranje i karakteristike crnih rupa: Kako je fizika, čak i na srednjoškolskom nivou, bauk za većinu ljudi, zamolili smo dekana Prirodno-matematičkog fakulteta, profesora Predraga Miranovića, da nam kompleksne jednačine koje opisuju prirodu crnih rupa pojasni jezikom koji će i laici moći da razumiju.
„Kada neka zvijezda potroši svoje gorivo, prestane da stvara energiju, prestane da sija, ohladi se, onda materija od koje je sastavljena počinje da pada ka središtu zvijezde pod dejstvom gravitacije. Materija se sabija. Kao što se neka masivna građevina moze urušiti pod sopstvenom težinom, tako se i masivna zvijezda može urušiti pod sopstvenom težinom i sabiti do minimalnih dimenzija. To je zadnja faza u životu zvijezde i ukoliko joj je masa dovoljno velika, postaje crna rupa“, objašnjava Miranović za Portal Analitika.
Naučnici pretpostavljaju da se u središtu svake galaksije nalazi supermasivna crna rupa. Ono što je još uvijek nepoznanica jeste da li te crne rupe prethode galaksijama i samim tim igraju ključnu ulogu u njihovom formiranju, ili nastaju kasnije kao posljedica grupisanja velike količine materije, zvijezda i međuzvjezdanog gasa, u relativno malom prostoru centra galaksije.
Same crne rupe nemoguće je uslikati. Njihova gravitacija je toliko snažna da im čak ni svjetlost, koja se u vakumu svemira kreće najvećom mogućom brzinom od nevjerovatnih 300.000 kilometara u sekundi, ne može „pobjeći“. Ono što možemo zapravo vidjeti jeste horizont događaja crne rupe. Iz tog razloga projekat i nosi ime „Teleskop horizonta događaja“.
„Kada bacite kamen u vis, on će pod dejstvom gravitacije da padne nazad. Ipak, ako ga bacite dovoljno velikom brzinom, on će odletjeti od Zemlje i više se neće vraćati. Za svaku planetu, zvijezdu može da se izračuna kolikom brzinom morate baciti tijelo sa njene površine, a da se više nikada ne vrati nazad. Što je veća gravitacija, to će neophodna brzina izbacivanja tijela biti veća. Kod crnih rupa nikako ne možete uspjeti – kojom god brzinom bacali – da se tijelo udalji od crne rupe i nikada se ne vrati. Sve će da padne nazad. Ni materija, ni svjetlost ne može da napusti crnu rupu“, kaže profesor Miranović.
Ipak, dodaje on, ako je udaljenost od središta crne rupe, sa koje bacate tijelo u vis, velika, gravitacija oslabi, i onda tijelo uspijeva da napusti crnu rupu.
„Ta najmanja udaljenost od središta crne rupe sa koje će materija i energija moći da se odvoje od crne rupe, naziva se Švarcšildov radijus. Ta granica u prostoru ispod koje nikakva materija, energija, informacija, nikakav događaj ne dopre do spoljnjeg svijeta van crne rupe se naziva horizont događaja“, objašanja naš sagovornik.
Teleskop horizonta događaja: Naučni projekat, toliko odvažan da je zahtijevao saradnju dvije stotine naučnika iz više od 40 zemalja, podijeljenih u četiri tima, svojim imenom može da dovede do zabune.
Naime, ne radi se o jednom već o devet radio-teleskopa raspoređenih na lokacijama širom svijeta. Od Grenlanda na dalekom sjeveru, preko zapadne Evrope, Sjeverne Amerike, Havaja, visokih Anda u Južnoj Americi, sve do radio-teleskopa na samom južnom polu koji se nalazi u okviru naučno-istraživačke stanice Amundsen-Skot.
Tokom pet dana u aprilu 2017. godine, ova mreža teleskopa uperila je svoje antene ka supermasivnoj crnoj rupi u središte galaksije poetičnog imena M87 i snimila pet petabajta podataka. Teleskopi su svoja posmatranja precizno sinhronizovali pomoću atomskih časovnika.
Veliki broj teleskopa je posmatrajući u isto vrijeme uspio da djeluju kao jedinstveni teleskop veličine planete Zemlje.
Iako je crna rupa M87*, koja sa masom šest milijardi puta većom od mase Sunca zauzima prostor veličine našeg Sunčevog sistema, ogromna čak i po astronomskim mjerilima, razlog zašto ju je bilo teško snimiti jeste njena velika udaljenost od Zemlje koja iznosi gotovo 55 miliona svjetlosnih godina. Podsjetimo, jedna svjetlosna godina, tj. put koji svjetlost pređe za godinu dana iznosi nepojmljivih devet i po hiljada milijardi kilometara.
Količina sakupljenih podataka bila je tolika da se nije mogla poslati putem interneta, već se morala čuvati na hard diskovima. Oni su zatim slati u univerzitetske centre gdje su podaci obrađivani na superkompjuterima.
Četiri tima radili su mjesecima nezavisno jedni od drugih, da bi se u aprilu prošle godine sastali kako bi uporedili svoje rezultate. Nakon gotovo godinu dana zajedničkog rada i procesuiranja podataka na superkompjuteru Univerziteta Harvard u Bostonu, podataka sakupljenih na hard diskovima čija je ukupna težine bila preko pola tone, izašli su u javnost sa konačnim rezultatom svog istraživanja – fotografijom horizonta događaja crne rupe.
Ono što je naučnike posebno obradovalo jeste činjenica da je fotografija pokazala kako su njihova predviđanja bila izuzetno precizna.
Na fotografiji se vidi sjenka samog horizonta događaja, oko koga se nalazi akrecioni disk, sastavljen od međuzvjezdanog gasa koji gotovo brzinom svjetlosti pada ka crnoj rupi i zato sija velikim intezitetom.
Sljedeća meta ka kojoj će naučnici uperiti teleskope jeste supermasivna crna rupa u srcu naše galaksije, Mliječni put. Crna rupa imena Sagitarijus A* nalazi se na „svega“ 26.000 svjetlosnih godina od Zemlje, ali ima čak 1.500 puta manju masu od uslikane i daleke M87*.
Kako bi u budućnosti dobili što bolje fotografije, u planu je da se postojećoj mreži pridruži još radio-teleksopa. Među njima veći i moderniji od onih sada u upotrebi.
