Mustat aukot ottavat kaiken, mihin törmäävät. Subatomisista hiukkasista tähtiin, kiinteät aineet, kaasut, nesteet ja jopa valo, niihin putoaminen katoaa. Samoin mustat aukot vangitsevat suositun mielikuvituksen. Avaruuteen ajattelu on ihmisestä lähtien nähnyt valopisteitä siitä lähtien, kun ihmiset ensin näkivät yötaivasta korostavat valopisteet, mikä mieltä kuvittelee asioita, joita ei voi nähdä täällä maan päällä. Ja mustat aukot ovat mielikuvituksellisempia kuin mikään muu ihme tähtitiede.
Miltä musta aukko näyttää?
Musta reikä on avaruuspölynimuri, joka imee stardustin pohjattomimpaan kuiluun, taivuttaa avaruusaikaa aiheuttaen vastustamattoman gravitaation vetovoiman, tyhjyyden, joka voi pyyhkiä kaiken maan pinnalta.
Tämä on reikä tilassa. Musta - koska valo ei pääse pois vetovoimasta. Ja siksi näkymätön. Käsittämättömän.
Ja silti he yrittivät kuvitella mustia aukkoja - jo ennen kuin he tiesivät, että niitä todella on olemassa. Englantilainen geologi ja papisto (ja amatööri-tähtitieteilijä) John Michell ehdotti vuonna 1784, että suurelle ja tarpeeksi tiheälle tähdelle Newtonin painovoima olisi liian voimakas valon pääsemiseksi. Hän uskoi (kuten Newton), että valo on hiukkasten virta (silloin monet ajattelivat niin). Michell laski, että valohiukkasten nopeus ei olisi riittävä välttämään yhtä tiheän kuin aurinko olevan tähden painovoimaa, mutta 500 kertaa sen halkaisijaa. "Tällainen valo ei voi tulla meille", hän kirjoitti.
Noin kymmenen vuotta myöhemmin ranskalainen matemaatikko Pierre-Simon Laplace ehdotti myös, että "näkymättömiä ruumiita" voisi olla avaruudessa. Laplace kuvasi tähden, jolla on maan tiheys ja 250 kertaa aurinkoa leveämpi. Sen Newtonin painovoimaveto estäisi valoa poistumasta pinnalta. "Niinpä maailmankaikkeuden suurimmat vartaloet voivat olla näkymättömiä koonsa vuoksi", hän sanoi.
Oikeat mustat aukot eivät johdu Newtonin painovoimasta, vaan Einsteinin teoriasta painovoimasta - yleisestä suhteellisuudesta. Einstein piilotti mustat aukot (jopa itsestään) yhtälöissään. Mutta saksalainen tähtitieteilijä Karl Schwarzschild käytti tätä käsitettä ensimmäisen maailmansodan aikana, vähän ennen kuolemaa sairastumisen jälkeen Venäjän rintamalla. Schwarzschild ei kuitenkaan voinut kuvitella, että tähti voisi kutistua siinä määrin, että se ylitti sen tiheyden, joka vaaditaan sen tekemiseksi näkymättömäksi. Tämän mielikuvituksen saavuttivat Robert Oppenheimer ja Heartland Snyder vuonna 1939 (samana vuonna, kun Einstein julkaisi paperin, jossa hän kiisti mustien reikien olemassaolon). Oppenheimer ja Snyder laskivat, että riittävän massiivinen tähti voisi romahtaa oman painovoimansa alla. Täten tähti suljetaan kaikista yhteyksistä etätarkkailijaan; vain painovoimakenttä jää”, he kirjoittivat.
Mainosvideo:
Oppenheimer otti pian käyttöön Manhattanin atomipommihankkeen, ja kukaan ei kiinnittänyt paljon huomiota sen romahtaviin tähtiin 1960-luvulle saakka. Joulukuussa 1963 heistä keskusteltiin symposiumissa Dallasissa ja muutamaa viikkoa myöhemmin kokouksessa Clevelandissa. Joku jopa lausui lauseen "musta aukko" viitaten heihin.
Mutta nimi ei ollut suosittu, ennen kuin John Archibald Wheeler julisti sen puheessaan vuonna 1967. Sitten aloitettiin vakava tieteellinen tutkimus mustista reikistä. Stephen Hawking tutki heitä osoittaen, että he voivat emittoida heikkoa säteilymuotoa, joka oli nimetty hänelle. Tähtitieteilijät etsivät mustia aukkoja keräämällä vaikuttavia todisteita niiden olemassaolosta perustuen tähtijen ja muiden aineiden liikkumiseen mustien reikien läheisyydessä. (Itse asiassa Michell ehdotti juuri sellaista lähestymistapaa näkymättömän tähden havaitsemiseksi.) Vuonna 2016 painovoima-aallot tarjosivat tarkkoja todisteita kahden mustan aukon törmäyksestä.
Nyt melkein kukaan ei epäile niiden olemassaoloa. Mutta vaikka Michell, Oppenheimer, Wheeler, Hawking ja monet muutkin kuvittelivat, minkä mustan aukon pitäisi olla, mikään heistä ei ole koskaan nähnyt sitä.
Ja nyt, kirjaimellisesti huhtikuussa, Event Horizon Telescope -yhteistyö esitteli kuvan: valon ympäröimän mustan aukon pimeys sen läheisyydessä. Tämä kuva vahvistaa sen, mitä jo tiedettiin: että mustat aukot eivät ole vain mielikuvituksen hahmo, se on totuus, jota alun perin edustavat tietyt tieteelliset henget täynnä mielet, usko kykyyn löytää kosmisia ilmiöitä olematta avaruudessa.
Tieteen historia muistaa muut kuvitteellisten ilmiöiden tapaukset, jotka uhmaavat mielikuvitusta jo ennen niiden löytämistä. Paul Dirac kuvitti antimaterian jo ennen kuin se löytyi luonnosta. Alexander Friedman kuvitteli maailmankaikkeuden laajenemista ennen kuin tähtitieteelliset havainnot vahvistivat sen. Muinaiskreikkalaiset filosofit kuvasivat atomeja 2500 vuotta ennen mikroskopiaa, joka oli riittävän hienostunut kuvaamaan niitä. Jotkut pitivät kaikkia näitä onnekkaita fantasioita loukkaan tervettä järkeä tai perinteistä logiikkaa vastaan. Heidän vahvistuksensa, kuten mustan aukon uuden kuvankin kanssa, vahvistaa opetuksen, jonka mukaan näennäinen absurdi ei ole vakuuttava argumentti ilmiön olemassaoloa vastaan.
Ehkä se, että ihmisen mielikuvitus on johtanut mustien reikien olemassaoloon niiden absurdiudesta huolimatta, on yksi syy siihen, miksi mustat aukot kiehtovat ketään niistä ajattelevaa. Mustasta aukosta on tullut todiste uskomattoman käsittämättömien tähtitieteellisten ilmiöiden olemassaolosta.
Ilja Khel