Aprila 2019 smo si lahko črno luknjo prvič ogledali na fotografiji, podoba črnega kroga z ognjenim obročem je osupnila tako znanstvenike kot laike. Raziskovalci so leta dolgo povezovali na desetine teleskopov po svetu in naposled ob njihovi pomoči ustvarili podobo še nikoli videnega. Eden izmed pobudnikov projekta Event Horizon Telescope in takratni predsednik znanstvenega sveta pri njem, Nemec Heino Falcke, je nedavno obiskal Slovenijo, saj so mu na Univerzi v Novi Gorici podelili častni doktorat.

Pred tremi leti, dobrega pol leta prej, preden je udaril koronavirus, smo velikokrat slišali frazo, da smo končno ugledali tisto, kar je vse do tedaj veljalo za nepredstavljivo. Črne luknje so zagotovo eno najvznemirljivejših področij astrofizike, z njimi se že vso svojo profesionalno kariero ukvarja tudi Heino Falcke z univerze Radboud na Nizozemskem: "Črna luknja v resnici ni videti kot luknja, ampak je velika količino snovi, stisnjena na zelo majhnem območju. Prevladujoča sila v njej je gravitacija, ki je tako močna, da tudi svetlobi preprečuje, da bi zapustila črno luknjo. Ti pojavi zato pomenijo mejo našega znanja, saj jim nobena informacija ne more uiti. Vidimo lahko le, kaj gre v črno luknjo, ne vemo pa, kaj je v njej. Horizont dogodkov okoli črne luknje je zato temeljna meja znanosti, ki jo morda nikoli ne bomo zmogli preseči."

Vse, kar se dogaja v črni luknji, nam je tako zastrto. Tam se znanost neha. Toda ali si vendarle predstavljamo, kaj bi bilo lahko v njeni notranjosti? "Temu včasih pravim ultimativna, zadnja bitka v znanosti. Vsa materija se zgosti v majhne in še manjše koščke. To je tako gosto, kot da bi se ves sončni sistem zgostil na velikost, manjšo od atoma," pojasni Falcke. Na neki točki izgubimo poznavanje zakonov, ki veljajo v črni luknji, nadaljuje. "Za razumevanje bi morali dogodke izmeriti, tega pa ne moremo, saj bi vsakega, ki bi vstopil v črno luknjo, takoj zdrobilo in nam ne bi mogel sporočiti, kaj je videl."

Einstein ni verjel v obstoj črnih lukenj

Ob objavi fotografije črne luknje so veliko omenjali tudi splošno teorijo relativnosti in Alberta Einsteina. Ta veliki genij namreč ni bil čisto prepričan o obstoju črnih luknje. Leto in pol po objavi fotografije, oktobra 2020, so sicer Nobelovo nagrado v fiziki posvetili prav pionirskim raziskavam črnih lukenj, eden izmed dobitnikov, danes 91-letni Britanec Roger Penrose, jo je dobil za odkritje, da so črne luknje neizogibna posledica Einsteinove teorije splošne relativnosti. S tem je postavil teoretično podlago za trditev, da črne luknje v vesolju zares obstajajo. "Mislim, da bi bil Einstein presenečen nad tem, da črne luknje sploh so. Čeprav jih je teorija napovedala, sam ni verjel vanje."

Heino Falcke je sicer Nemec, rojen v Koelnu. Profesionalno se posveča teoretski in radijski astronomiji. Leta 2000 je napovedal, da bi bilo blizu horizonta črne luknje še mogoče izvajati meritve, prav tako je postavil idejo, da naj bi bila zraven dogodkovnega obzorja črne luknje senca, ki bi jo bilo mogoče opaziti z radijskimi teleskopi. In prav to senco, črni krog na sredi, so pozneje razprostrli s projektom Event Horizon. "Ko sem bil mlajši, so ljudje predvsem ugibali, ali naj bi črne luknje obstajale. Vse je bilo zavito v skrivnost, z veliko vprašanji, zato sem želel izvedeti, kaj je res, kaj ne. Kot pravijo v znanosti, nekaj verjameš šele, ko se o tem prepričaš s svojimi očmi."

Za zagon projekta Event Horizon je bila ključna pridobitev sredstev Evropskega raziskovalnega sveta, Falckeju so odobrili 14 milijonov evrov. "To financiranje je bilo največji vložek v projektu. A ga ni bilo lahko dobiti, saj je vsakič izbrana le peščica, približno dva odstotka prejetih raziskovalnih predlogov. Zato se še posebno zahvaljujem vsem, ki so verjeli v našo idejo."

Navdušenje nad objavo prve fotografije črne luknje primerljivo s tistim ob pristanku človeka na Luni

Ko so objavili fotografijo, je v hipu obletela svet. Kako so pri projektu občutili pozitivni odziv javnosti in medijev po svetu? "Vedeli smo, da bo to pomemben dosežek, a smo bili popolnoma osupli nad svetovnim odzivom. Fotografijo je videlo štiri milijarde ljudi in pol, mogoče celo več, kot jih je videlo posnetek pristanka na luni. V šali sicer pravim, da je polovica ljudi po dveh tednih na to sliko že pozabila. A vendar je šlo za svetovni dogodek, saj si lahko videl nekaj čisto novega, česar ni pričakoval nihče." Na novinarski konferenci ob predstavitvi fotografije leta 2019 je to sicer primerjal z gledanjem v vrata pekla. Če lahko vidite mitološko strašljiv objekt, lahko to odpravi nekaj strahu, saj vidite, da gre za resnično stvar. "Tudi če niste znanstvenik, čutite, da gre za nekaj pomembnega. A ker stvar vidite, jo lahko tudi začnete razumeti. In to je velik dogodek, kakršen se znanstvenikom zgodi le enkrat v življenju."

S kakšnimi občutki je sicer sam pospremil prvo fotografijo? "Seveda sem bil eden prvih, ki so jo videli, a nisem smel o tem nikomur povedati. Na neki način me je res zadelo. Bil je navaden dan, prišel sem v pisarno, ko mi je eden izmed študentov rekel, da mi mora nekaj pokazati. Čeprav slika še ni bila popolna, sem vedel, kaj bo sledilo. Počutil sem se, kot da lebdim nad tlemi, celo zmolil sem." A kot znanstvenik se moraš nato spustiti nazaj na realna tla in preveriti, ali je vse to resnično, nadaljuje. "Sledilo je grozljivo obdobje, ko smo znova in znova pregledovali podatke in se spraševali, ali je vse to res ali pa je le nekaj, kar smo želeli videti. K sreči pa se je sčasoma izkazalo za resnično."

Galaksija M87 srečna izbira

Fotografijo črne luknje so nam prinesli delci, ki so se izognili njenemu strašnemu privlaku, se nato prebili skozi izjemno vročo plazmo, potem pa je bilo pred njimi še dolgo potovanje: 60 000 let so potovali samo skozi galaksijo M87 in še 55 milijonov let, da so nas dosegli. Od črne luknje so torej odrinili v naši davni geološki zgodovini. "To, da smo začeli črno luknjo iskati v nam bližnji galaksiji M87, je bilo v nekem smislu res srečno dejanje. Ves čas smo bili osredotočeni na črno luknjo v središču Rimske ceste, saj smo bili prepričani, da mora biti tam. Za to drugo galaksijo pa nismo vedeli, kako velika je, saj sprva nismo imeli dovolj informacij. A ko smo si ogledali podatke, smo ugotovili, da bo tu laže odkriti črno luknjo. Seveda smo si mislili, da bi lahko delovalo, ampak nismo bili prepričani. A narava nas je presenetila in nam podarila res lepo darilo." Ob poudari, da je bilo zanje ob tem pomembno, da so lahko preizkusili in razvili svoje metode, pozneje pa jih še potrdili ob drugi sliki, torej fotografiji črne luknje v naši galaksiji.

Za uspešno fotografijo črne luknje so povezali radijske teleskope po vsem svetu – od Havajev in Španije do Antarktike, ob tem pa so izkoristili še vrtenje Zemlje. Kakšen točno je bil potek graditve projekta? Zakaj so stavili prav na radijske teleskope, ki ne slovijo kot najnatančnejši? "Res je, da nam posamezen radijski teleskop lahko daje le tako ostre slike kot človeško oko, ampak večji je, ostrejšo sliko omogoča. Mi pa smo potrebovali teleskop v velikosti Zemlje. Poleg tega nam je uporaba radijskih valov omogočala shranjevanje podatkov z vsega sveta na računalnikih. Tu pa smo jih združili na podoben način kot leče, ki zajamejo in usmerijo svetlobo v eno samo točko. Vendar vidne svetlobe ne moremo shraniti, medtem ko radijske valove lahko shranimo, digitaliziramo, združimo in tako naprej. To počnejo npr. tudi naši telefoni." Posamezen radijski teleskop torej ni dovolj natančen, a vsi radijski teleskopi sveta skupaj nam dajejo najostrejše oko, kar jih ima človeštvo.

Podatkovni mastodont

Pri tem so dobili velikansko število podatkov … več petabajtov ali drugače: pol tone trdih diskov. Na takratni novinarski konferenci v Washingtonu so to ponazorili s tem, da ustreza približno 5000 letom poslušanja datotek mp3 ali pa zbirki vseh avtoportretov, ki bi jih v celotnem življenju z mobitelom posnelo 40 000 ljudi. Te podatke so morali fizično prenesti s helikopterji in letali, saj so bili preveliki za pošiljanje po internetu. "Da, na trde diske smo shranili 3 ali 4 petabajte radijskih valov. Nato smo potrebovali superračunalnike, da smo te valove združili, hkrati pa je bilo treba uporabiti matematične postopke za pretvorbo podatkov v sliko. Te postopke sicer dobro razumemo, a potrebujejo veliko računske moči."

Naslednji korak projekta Event Horizon bo posneti video o tem, kako se materija giblje v okolici črne luknje. "Prav tako želimo zgraditi nov teleskop v Namibiji, drugi sodelavci pa tudi na Kanarskih otokih. Potrebujemo tudi nove partnerje pri projektu. Vse to potrebujemo, da lahko ustvarimo videoposnetek, ki nam bo pomagal bolje razumeti vsaj okolico črne luknje. Ali bomo kdaj razumeli, kaj se dogaja v njeni notranjosti, pa ostaja odprto vprašanje."

Kako se črne luknje skladajo z vero?

Ko bralec preleti Falckejev profil na Wikipediji, lahko prebere, da ni le znanstvenik, ampak deluje tudi kot pastor. Zanimivo je, da je preučevanje vesolja v zgodovini pogosto pritegnilo teologe, tak je bil na primer Newton, a tudi v sodobni zgodovini je med astronomi kar nekaj močno vernih ljudi. Samo pri Frekvenci smo se pogovarjali z britanskim kraljevim astronomom Martinom Reesom in odkriteljico pulzarjev Jocelyn Bell Burnell. Kako se torej črne luknje ujemajo z vero v Boga? "Mislim, da znanost ne more ponuditi odgovora na vsa naša vprašanja. Nikoli ne bomo mogli razumeti, od kod vse izvira. Kaj je vir vsega? Kako so nastali zakoni narave? Kako je mogoče, da je na podlagi tako malo temeljnih zakonov narave nastal tako čudovit svet, kot je naš? Čeprav verjamem, da nam znanost lahko ponudi odgovore, nam ne more dati vseh. Ljudje so več kot znanost. Potrebujemo upanje, vero in ljubezen. Tega ni mogoče preliti v enačbe. In ne bi se želel ukvarjati z znanostjo brez svoje vere."