Einstein měl pravdu. První fotografie černé díry podporuje jeho teorii

Vědci z mezinárodního projektu Event Horizon Telescope (Teleskop horizontu událostí, EHT), kteří v loňském roce zveřejnili první výsledky unikátního pozorování černých děr v galaxii Messier 87, analyzovali „stín“ vyfotografované černé díry.

Černé díry kolem sebe křiví čas a prostor takovým způsobem, že z něj nemůže uniknout ani světlo, nevrhají tedy stín v pravém slova smyslu. Světlo má ale šanci uniknout z oblasti blízko tzv. horizontu událostí, který značí takové místo kolem černé díry, ze kterého již není možné vyslat ven žádný signál. Tento meziprostor je podobný stínu, který se díky vlastnostem černé díry může jevit větší, než jaký je ve skutečnosti.

Výzkumný tým změřil toto zkreslení a zjistil, že velikost stínu zachycené černé díry odpovídá teorii relativity. Einsteinova teorie říká, že hmota deformuje časoprostor. V prostorových rozměrech se to projevuje jako gravitace, v časovém jako rychlost plynutí času. Teorie zároveň stanovuje konkrétní předpovědi o tom, jak deformace časoprostoru funguje. Předpokládá nejen existenci horizontu událostí, ale také jeho kruhový tvar a velikost, která závisí na hmotnosti černé díry. Vědci byli svým pozorováním schopni potvrdit právě tuto předpověď, čímž potvrdili i správnost teorie.

Studie byla zveřejněna ve čtvrtek v časopise Physical Review Letters.

„Tohle je teprve začátek. Ukázali jsme, že je možné použít fotografii černé díry k otestování Einsteinovy teorie gravitace,“ uvedla pro zpravodajský server CNN vědkyně Lia Medeirosová, která se na studii podílela. „Tento test bude ještě silnější, až pořídíme fotografii černé díry ve středu naší vlastní galaxie a po dalších pozorováních, které EHT pořídí pomocí vícero dalekohledů.“

Předchozí testy gravitace zahrnovaly například detekci gravitačních vln v časoprostoru nebo dokonce měření poloh hvězd v okolí Slunce během zatmění v roce 1919. Einsteinova myšlenka již obstála déle než sto let ve světle všech dosavadních astronomických objevů.

Černá díra, jejíž „stín“ vědci analyzovali, se s 6,5 miliardy hmotností Slunce klasifikuje jako obří či supermasivní. Detektory gravitačních vln na Zemi monitorují díry s mnohem menší hmotností. Obří velikost pomáhá dále porozumět vlastnostem černých děr, jejich viditelným aspektům i jejich neviditelným strukturám.

„Díky novému typu měření jsme ukázali, že naměřená velikost stínu černé díry v galaxii Messier 87 zmenšuje šance na možný prostor pro úpravy Einsteinovy teorie. V porovnání s ostatními testy skoro 500krát,“ okomentovala objev Feryal Özel, spoluautorka studie a profesorka astrofyziky na Arizonské univerzitě, ve svém prohlášení.

„Spolu s pozorováním gravitačních vln to značí začátek nové éry astrofyziky černých děr,“ uvedl ve svém prohlášení Dimitrios Psaltis, hlavní autor studie a profesor astrofyziky na Arizonské univerzitě, a naznačil tak, že nové poznání otevírá dveře dalším objevům.