Tag Archives: teleskop

Astrofizika, Astronomija, Digitalna fizika, Zabava, Zanimljivost

Da li je moguća astrofotografija bez teleskopa?

Leave a comment

Najjednostavniji oblik astrofotografije bez teleskopa je pejzažna astrofotografija. Osnovno što morate imati je moderan digitalni fotoaparat, te čvrsti fotostativ. Ta oprema će vam ionako trebati za bilo kakvu kvalitetniju astrofotografiju. U ovom slučaju vam treba širokokutni objektiv, žarišne duljine 24 mm ili manje. Kraće žarišne duljine omogućiti će snimanje duljih ekspozicija, a da zvijezde ne postanu crtice zbog rotacije Zemlje oko svoje osi. Širokokutnim objektivom treba uhvatiti što veći dio noćnog neba u kombinaciji sa zanimljivim pejzažem. To mogu biti neke atraktivne građevine, ruševine, otoci u daljini ili planinski vrhovi – naravno, što dalje od umjetne rasvjete i svjetlosnog onečišćenja gradova. Sve postavke moraju biti podešene ručno, a najvažnije je pažljivo ručno izoštravanje na neku sjajnu zvijezdu koristeći “live view” na ekranu. Automatika u mrklom mraku jednostavno – ne funkcionira!

Dobre početne postavke su:

  • maksimalan otvor objektiva (najmanji f-broj)
  • vrijeme ekspozicije 15-30 sekundi (ekspozicije mogu biti dulje što je objektiv širokokutniji)
  • ISO 1600
  • obavezno spremanje fotografija u RAW formatu

Kod fotografija noćnog neba je izražen digitalni šum zbog kojeg je slika zrnata, što otežava daljnju obradu i gube se detalji. Zato se uvijek radi nekoliko uzastopnih fotografija koje se kasnije u obradi moraju registrirati (preklopiti) jedna preko druge, te uprosječiti kako bi se šum smanjio. Registracija je vrlo važna jer se položaji zvijezda na svim fotografijama moraju točno podudarati. Šum je na pojedinačnim fotografijama uvijek malo drukčiji, pa kad se uprosječi nekoliko fotografija (u slučaju pejzažne astrofotografije dovoljno ih je 10-20) dobijemo znatno “čišću” fotografiju.

Za takvu obradu pejzažnih astrofotografija najčešće se koristi besplatni program Sequator. Na gornjem primjeru (izrez fotografije na 100% veličine) možete primjetiti kako se s 30 sekundi ekspozicije i 20 mm širokokutnim objektivom već vide tragovi zbog rotacije Zemlje. To se definitivno neće vidjeti na slikama pripremljenim za internet i društvene mreže, pa čak niti fotografije izrađene na papiru većih formata se neće gledati iz tolike blizine da bi tragovi smetali ukupnom dojmu. Alternativno, ekspozicija bi se mogla smanjiti na 20 sekundi.

Kako možemo dobiti detaljnije fotke?

OK, pejzažna astrofotografija je cool, ali na njima se vide “samo” sjajnija zviježđa i Mliječni put, a vi zapravo želite detaljnije fotke maglica i galaksija? Vjerovali ili ne, za tu namjenu se i dalje mogu koristiti fotografski objektivi (ili čak mali teleskopi specijalizirani za tu namjenu!) koji će nam omogućiti detaljniji pogled u svemirska prostranstva – bez komplikacija s velikim teleskopima i teškim astronomskim montažama. Ovdje se već govori o “pravoj” astrofotografiji gdje je potrebno koristiti motoriziranu montažu koja će kompenzirati rotaciju noćnog neba, tako da na fotografiji zvijezde ne budu izdužene crtice. Takve male motorizirane montaže se nazivaju “trackeri” – kompaktne su da mogu stati u ruksak ili foto torbu i mogu se postaviti na standardne fotostative. Na trackerima se najčešće koriste objektivi žarišnih duljina od 50 do 200 mm žarišne duljine. Žarišne duljine teleskopa su najčešće od 500 mm na više.

Zvijezde se prividno gibaju kružno oko sjevernog nebeskog pola koji se nalazi u blizini Sjevernjače. Da bi trackeri mogli precizno pratiti gibanje zvijezda, mora ih se precizno i usjeveriti. U tome im pomaže polarni tražilac. Što je preciznije usjeveravanje, biti će moguće snimati dulje ekspozicije i koristiti objektive većih žarišnih duljina. Pojedinačne ekspozicije su najčešće trajanja 2-3 minute.

Izvor: https://teleskopcentar.hr/astrofotografija-bez-teleskopa/

Astrofizika, Astronomija, Sva Fizika

Zašto planete izgledaju kao zvijezde na noćnom nebu?

Leave a comment

Jeff Berkes napravio je ovu sliku Jupitera, Venere i Mjeseca u West Chesteru, PA, 26. februara 2012.
Kredit: Jeff Berkes

Zvijezde čine vlastito svjetlo, baš kao i naše Sunce (Sunce je zvijezda – najbliža zvijezda na Zemlji). Ali one su vrlo, vrlo daleko od našeg Sunčevog sustava pa nam se čini da su vrlo male, iako gledano iz blizine one su ogromne.



Planete su mnogo bliže, unutar našeg Sunčevog sustava. Iako su planeti znatno manji od zvijezda, čini se da su planeti otprilike iste veličine kao i zvijezde jer su tako blizu nama.

Planeti ne proizvode vlastito svjetlo. Oni odražavaju svjetlost Sunca na isti način na koji naš Mjesec odražava Sunčevu svjetlost.

Izvor: space.com



Astronomija, Optika, Sva Fizika

Kako odabrati pravi teleskop?

Leave a comment

Odabir teleskopa može biti izazovan zadatak. Ovaj vam članak pomaže u razumijevanju razlika u značajkama teleskopa kako biste mogli donijeti najbolju odluku za teleskop koji zadovoljava vaše potrebe. Važna teleskopska razmatranja su promjer otvora, vrsta montaže, povećanje, kvalitet okulara i dizajn teleskopa, veličina i trošak.

Ovaj članak obrađuje sljedeće:

Značajke teleskopa
Odabir teleskopa

Značajke teleskopa
Otvor, koji je svjetlosni okrugli objekt ili ogledalo koje ukazuje na nebo, ključ je promatranja više zvijezda i većih detalja. Veći otvor okuplja više svjetlosti kako bi vidjeli blijede objekte i pružio svjetliju, detaljniju sliku. Teleskopi mnogo više puta prihvataju svjetla od ljudskog oka, dopuštajući nam da vidimo nevjerojatne detalje noćnog neba. Sposobnost skupljanja svjetla nekih uobičajenih otvora teleskopa je kako slijedi:

60 mm 70 puta ljudskog oka
70 mm 100 puta ljudskog oka
90 mm 165 puta ljudskog oka
114 mm 260 puta ljudskog oka
130 mm 335 puta ljudskog oka

15 cm 475 puta ljudskog oka

20 cm 840 puta ljudsko oka

Promjer otvora toliko je važan da ozbiljni amaterski astronomi obično pokušavaju dobiti najveći teleskop s otvorom koji zadovoljava ograničenja veličine i proračun. Općenito, što je veći otvor, teleskop je skuplji i glomazniji.

Vrste montiranja obično su altazimut ili ekvatorijalno. Ekonomični altazimutski alati pružaju samo jednostavne vertikalne i horizontalne kontrole. Skuplji ekvatorijalni nosači osmišljeni su kako bi locirali i pratili zvijezde na noćnom nebu.

Altazimuth stalak se često koriste na manje naprednim teleskopima. Ove visine su jednostavne i prirodne za upotrebu. Vi samo zakrećite teleskop na stativ vodoravno i okrenite ga gore ili dolje okomito dok ne ukazuje na željeni objekt. Zatim zaključajte držač kako bi držao teleskop na svom mjestu. Oni rade dobro za povremeno gledanje noćnog neba.
Dobsonianova greda je vrlo stabilan i lako upotrebljiv dizajn koji se koristi na velikim reflektorskim teleskopima. Teleskop jednostavno rotira na zakretnoj podlozi za horizontalno kretanje i zakreće na kolijevku za vertikalni pomak. Uklanja problem praćenja tripodnih visina pomoću napetih opruga za držanje vertikalnog položaja i težine teleskopa za držanje vodoravnog položaja na podnožju. Lagani pritisak na cijev teleskopa omogućuje jednostavno pozicioniranje i praćenje objekata noćnog neba. Ove vise su tako prirodne da ih čak i mala djeca mogu naučiti koristiti.
Ekvatorijski stativi su skuplji i teško ih je naučiti na početku. Međutim, oni su vrlo stabilni i omogućuju brzu pronalaženje određenih zvijezda pravim uzlazom i deklinacija zvjezdane adrese objavljene u zvjezdanom atlasu. Ovo je prava korist za ozbiljne astronome. Osim toga, pravo upravljanje uzlaznošću omogućuje jednostavno praćenje objekata dok se Zemlja okreće.

Povećanje se određuje dijeljenjem žarišne duljine blende (f / l) žarišnom duljinom okulara. Na primjer, pomoću okulara od 25 mm s teleskopom koji ima 1200 mm žarišnu duljinu stvara 48x uvećanje.

Teleskopi s duljim žarišnim duljinama omogućuju veće uvećanje pomoću bilo kojeg okulara. U nastavku su prikazana uvećanja koja su proizvedena različitim okularima standardnim žarišnim duljinama teleskopa.

Okular f / L 450 mm / 700mm / 900mm

6mm 75x 117x 150x

17mm 26x 41x 53x

32mm 14x 22x 28x

Uvećanje se također može povećati Barlow objektivom. Barlow objektiv se montira između okulara i fokusa. Djeluje na povećanje žarišne duljine teleskopa i time povećava povećanje za bilo koji okular. Vrlo uobičajena Barlow objektiv povećava povećanje za 2x, ali Barlows koji povećavaju uvećanje 1,5x, 2,5x i 3x su također dostupni.

Promjer otvora ili sposobnost skupljanja svjetla ograničavaju učinkovito povećanje teleskopa. Osnovno pravilo je maksimalni uvećanje 2,4 puta promjera otvora u mm ili 60 puta promjera otvora u inčima. Ipak, atmosferski uvjeti obično ograničavaju učinkovito povećanje na 200x ili manje. Mnogi su jeftini teleskopi malih otvora pakirani s kratkim okularima od 4 mm i 3x Barlow koji omogućuju vrlo veliko povećanje u rasponu od 500-700x. Ovo uvećanje je beskorisno jer proizvodi vrlo lošu sliku. Međutim, ovi su teleskopi često dobre vrijednosti – samo koristite dulje f / l okulije bez Barlowovog leća. Maksimalno efektivno uvećanje za zajedničke otvore teleskopa je kako slijedi:

Promjer otvora Maksimalno povećanje
60mm 144x
70mm 168x
90mm 216x
114mm 274x
130mm 312x
15 cm 360x
20 cm 480x

Dizajn i veličina okulara također utječu na kvalitetu slike i vidno polje. Mali olovni promjeri od 0,96 mm slabe optičke kvalitete i uključeni su u teleskope – uvijek ih treba izbjegavati. Okulatori promjera 1.25 ‘dovoljno su velik da pružaju vrlo dobro radno polje gledanja. Obično se nazivaju teleskopi srednje i napredne razine. Veliki okovi od 2 ‘promjera dostupni su na većim teleskopima i pružaju izvanredne poglede na nebo. Neke uobičajene okularne izvedbe navedene su u nastavku kako bi se povećala kvaliteta i cijena.

Okviri Super Ramsden (SR) i Huygenian (H) najjeftiniji su i najniža kvaliteta. Njihov jednostavan dvobojni dizajn pouzdan je uz prihvatljivu kvalitetu slike, ali usko vidno polje. Ove okulacije dobre su za početnike i često se nude na malim, jeftinim teleskopima. Okulari od 4 mm i 6 mm rijetko su funkcionalni.
Okulari Kellner (K) i Modified Achromat (MA) imaju bolju kvalitetu dizajna od tri objektiva koji proizvode širi vidni poligon s manje izobličenja. Oni također pružaju dobru olakšicu za oči, što je važno za osobe s naočalama. Ovi okulari pružaju dobru ravnotežu između performansi i ekonomičnosti i često se pružaju na teleskopima srednje razine. Orion Explorer II okular koji dolaze s nekim od jeftinijih Orionovih teleskopa su kvalitetni okulari s 3 i 4 elementa potpuno obloženi okularima ovog dizajna s vidom od 50 °.
Okviri Plössl (P) imaju složen dizajn s četiri leće koji pruža još širi vidni položaj uz bolju kvalitetu slike i kontrast. Oni pružaju izvrsno olakšanje za oči i uključuju preklopne gumene čašice za sprečavanje zalutajućeg svjetla. Iako su skuplji, vrlo su popularni kod amaterskih astronoma i općenito su dostupni na boljim srednjim i naprednim teleskopima. Plossl multi-coated okulari uključeni u većinu Sky-Watcher i Orion teleskopa pružaju jasne, oštre slike s impresivno visokim kontrastom i 52 ° vidno polje.

Odabir teleskopa
Dizajn, veličina i trošak teleskopa
Sada kada imate razumijevanje osnovnih značajki teleskopa, vrijeme je da razmotrite dizajn, veličinu i cijenu. Ti su čimbenici objašnjeni u sljedećim opisima tri najčešća i pristupačna nacrta teleskopa. Ove informacije u kombinaciji s onim što ste već naučili pomoći će vam da odaberete najbolji teleskop za svoju obitelj.

Refractor teleskopi su ono što većina nas slika u našem umu kada mislimo na teleskop. Imaju dugu cijev koju gledate kroz jedan kraj i usmjerite drugi kraj noćnom nebu. Optički dizajn ravnog prozora rezultira jasnim snimkama oštrih kretnji s minimalnim izobličenjima. Refrakteri su popularni jer je njihov dizajn pristupačan, pouzdan, lagan i jednostavan za korištenje. Zatvorena optička cijev zahtijeva malo održavanja i dobro funkcionira pod različitim atmosferskim uvjetima. Većina jeftinih vatrostalaca imaju objektiva od 60 mm. No, refraktor od 70 mm (koji prikuplja 36% više svjetlosti od teleskopa od 60 mm) mnogi su amaterski astronomi smatraju minimalnom veličinom za dobar teleskop za početni refraktor. Prikladno je za promatranje svijetlih objekata poput lunarnih detalja, planeta, klastera zvijezda i svijetlih dvostrukih zvijezda. Dobar teleskop refraktora od 70 mm s 2 okulara, tražilo, dijagonalno zrcalo i aluminijsku montažu košta 130 do 200 dolara. Jednostavnija, ali još teža upotreba ekvatorijalnog montaže povećava trošak od oko 50 USD. Refraktor od 70 mm često je najbolji izbor za obitelji koje žele osnovni teleskop s kompaktnim dizajnom za povremeno promatranje neba. Odaberite refraktor s 1.25 ‘kvalitetnijih okulara za najbolju izvedbu.

Novinski reflektorski teleskopi imaju veliko konkavno zrcalo koje prikuplja ulazno svjetlo i usredotočuje ga na dijagonalno zrcalo. Dijagonalno zrcalo zatim prenosi sliku na okular. Ovi teleskopi su jeftiniji za promjer otvora jer su velika zrcala jeftinija za proizvodnju od leća. Svjetlosna sposobnost skupljanja većih otvora čini ih prikladnijim za promatranje slabih predmeta poput zvijezda, maglica i dalekih galaksija. Međutim, oni su bulkier i otvorena optička cijev zahtijeva više njege za održavanje. Reflektori s kratkim cijevima omogućuju prednosti veće otvoreće teleskope s gotovo istom prenosivosti kao i refraktor od 60 mm. Newtonov reflektor s velikim otvorom od 114 mm, dva dobra okulara od 1,25 ‘, tražilo, Barlow objektiv i ekvatorijalnu montažu košta 200 do 300 dolara. Ovo je dobar međuprostor za obitelji koji planiraju provesti više vremena zajedno proučavajući nebo. 130mm refraktor omogućuje još više mogućnosti prikupljanja svjetlosti, što vam omogućuje da vidite više detalja u noćnom nebu.

Teleskop Maksutov-Cassegrain upotrebljava dva ogledala i prednji korektivni objektiv za “preklapanje” svjetla. Rezultat je dugi teleskop žarišne duljine (idealan za veliko povećanje) u nevjerojatno kompaktnoj cijevi koja proizvodi oštre, detaljne slike. Idealan je za detaljno promatranje mjeseca i planetska pri visokim uvećanjima i za svijetle objekte s dubokim nebom pri slabom povećanju. Obično imaju kvalitetnu ekvatorijalnu montažu i mogu se kretati u veličini od 90 mm do preko 11 ‘promjera! Ovi teleskopi služe najnaprednijem korisniku koji želi visokokvalitetnu, dugu žarišnu duljinu i teleskop velikog promjera u prijenosnom pakiranju. Znatno su skuplji od Dobsonianovog reflektora po promjeru otvora.

Izvor: https://learning-center.homesciencetools.com/article/selecting-a-telescope-science-lesson/

Astrobiologija, Astrofizika, Astronomija, Eksperimentalna fizika, Eksperimentalne metode fizike, Planetologija

Naš pogled na Svemir: Od teleskopa Hubblea do teleskopa James Webba, ted govor astrofizičara Jonathana Trumpa

Leave a comment

 “Želim govoriti o našem pogledu na Svemir i kako je Hubble bio katalist u transformaciji toga. Imamo mapu svemira od prije 400 godina koja je lijepa, ali nije toliko dobar opis:

Isto tako vidimo Kopernikanski pogled. Prije samo 400 godina naš pogled na Svemir je bio jako misteriozan. Prije samo 100 godina smo saznali da je naš Solarni sistem jedan od jako mnogo drugih. Prije samo 50 godina smo shvatili da Crne rupe kao posljedica Einsteinove opšte teorije su zapravo stvarne. Prije samo 20 godina smo shvatili da planete koje kruže oko zvijezda sličnih našem suncu su zapravo pravilo, a ne izuzetak u Svemiru. Najveći doprinos u zadnje vrijeme je dao Hubble teleskop koji je lansiran 24. aprila 1990. godine. Ovaj teleskop je koštao između 10 i 20 milijardi dolara. To je mnogo. Hubble ne rješava naše probleme, već povećava užitak. Otkriva Svemir. Ljudi su uvijek bili znatiželjni. 10 do 20 milijardi dolara zvući jako puno, ali to je samo 1 dolar godišnje za sve ljude u SAD – u. To je vrijednost jedne kafe, skoro ništa. Na sljedećoj slici vidimo lijevo pogled na galaksiju sa Zemlje i pogled na istu sa Hubble – a u Svemiru:




Hubble ima prednost da i kad je lansiran imalo se na umu da bi ga se mogo i trebalo poboljšati kad nam se tehnologija poboljša. Hubble je imao pet posjeta od astronauta sa Zemlje koji su ga popravljali i nadograđivali.


Neke od stvari koje je Hubble učinio su:
Hubble je otkrio vodenu paru iznad Evrope, mjeseca oko Jupitera. Europa je pet puta dalje od Sunca nego Zemlja i prima pet puta manje svjetlosti od Sunca, ali zbog blizine Jupitera vjerojatno ima okean i led.




Hubble je imao ključnu ulogu u saznanjima o Plutonu. Zbog Hubble – a i nekih teleskopa sa Zemlje saznali smo da postoje drugi objekti slični Plutonu pa su astronomi imali opciju ili da smanje broj planeta za 1 ili povećaju na oko 100. Sad imamo nekoliko neidentifikovanih planeta blizanaca u dalekom Svemiru.

Ovo je ikonska slika sa Hubble – a:


Hubble se kontinuirano popravljao. Ovo su popravljene slike:

Hubble je snimao i u drugim dijelovima spektra. Ovo je u UV spektru:


Pogledajte ove magline i formiranje zvijezda.
Ovo su sve nove zvijezde koje se rađaju u ovoj prelijepoj nebuli, zvijezdanom porodilištu. Zvijezde kako se formiraju, rađaju, imaju male diskove oko njih iz kojih nastaju planeti. Znaći zvijezde se rađaju sa planetama.

Ako idemo dalje vidimo dalje galaksije:


Prije su astronomi mislili da je Svemir prazan prostor, ali danas zahvaljujući Hubble – u znamo da svuda imamo izolovane skupine galaksija:
Naš Svemir nije u potpunosti jedinstven. Vrlo je malo vjerojatno da smo mi i naš život na Zemlji jedinstveni, nego je vjerojatnije da ima puno života u drugim dijelovima Svemira. Večinu moje karijere sam proveo u proučavajući Hubble deep filed:


Jedno od zadnjih otkrića Hubble – a je
Jedna od posljedica Einsteinove teroije relativnosti je da je prostor – vrijeme savijen gravitacijom. Ako imamo eksploziju supernove onda će svjetlost sa nje da se savija kroz Svemir. Svemir će biti duži ili kraži zahvaljujući kako masa reaguje s njim kroz gravitaciju. Samo mali dio materije u Svemiru možemo da vidimo našim okom. Skoro sve je tamno. Na osnovu gravitacijskih efekata možemo opaziti postojanje tamne materije i energije. Mi ne vidimo ni tamnu materiju ni tamnu energiju, zato ih zovemo tamnima, ali indirektno znamo da postoje.


Hubble – ov nasljednik je iza kornera. James Web teleskop će ići dalje u Svemir i otkriti puno više te nas učiti potpuno nove stvari o Svemiru.



Opažati će u dužim valnim dužinama u infracrvenom spektru. Imati ćemo eksluzivan pogled na prve galaksije koje su nastale i možda na mjesta u Svemiru koja možda imaju život u Svemiru. Ovo su neke od slika koje je Hubble napravio:

Hubble nas je jako mnogo naučio. Vrlo je nevjerojatno šta je Hubble uradio. Uzbuđen sam sa svime šta će nas James Web teleskop uskoro naučiti.”, Jonathan Trump

Izvor: https://www.youtube.com/watch?v=Cp5bP7lpL2E

Astrofizika, Astronomija

Како направити слику црне рупе?

Leave a comment

“У филму „Међузвездани“ можемо изблиза видети супермасивну црну рупу. Смештена иза светлог гаса, огромна гравитација ове црне рупе савија светлост у прстен. Међутим, ово није права фотографија, већ компјутерски графички приказ, уметничка интерпретација могућег изгледа црне рупе.

Пре сто година, Алберт Ајнштајн је први пут објавио општу теорију релативности. У годинама које су уследиле, научници су обезбедили много доказа у прилог те теорије. Ипак, једна ствар коју ова теорија предвиђа, црне рупе, још увек нису директно уочене. Иако имамо неку представу о томе како би црна рупа могла изгледати, никада заправо нисмо и усликали неку. Ипак, можда ће вас изненадити сазнање да се ово ускоро може променити. Можда ћемо видети прву слику црне рупе у наредних пар година. Добијање те прве слике ће зависити од интернационалног тима научника,телескопа величине Земље и алгоритма који спаја делове у коначну слику. Иако нећу моћи да вам покажем праву слику црне рупе данас, желим да вам дам кратак увид у напоре које укључуједобијање те прве слике.

Моје име је Кејти Бауман и докторант сам на МИТ-у. Вршим истраживања у компјутерској научној лабораторији која ради на оспособљавању компјутера да виде кроз слике и снимке. Иако нисам астроном, данас желим да вам покажем како сам успела да допринесем овом узбудљивом пројекту.

Ако прођете јарка градска светла вечерас, можда ћете имати среће да угледате невероватан призор галаксије Млечни пут. Ако бисте могли да пројурите поред милиона звезда, 26 000 светлосних година према центру спиралног Млечног пута, на крају бисмо стигли до групе звезда тачно у центру. Завирујући кроз галактичку прашину помоћу инфрацрвених телескопа, астрономи посматрају ове звезде више од 16 година. Међутим, оно што не виде је најспектакуларније. Делује као да ове звезде круже око невидљивог предмета. Пратећи кретање ових звезда, астрономи су закључили да је једина довољно мала и тешка ствар да проузрокује ово кретање супермасивна црна рупа, ствар која је толико густа да гута све што јој приђе довољно близу, па чак и светлост.

Али, шта се дешава ако увећамо слику још више? Да ли је могуће видети нешто што је, по дефиницији, немогуће видети? Па, испоставило се да, ако бисмо је увећали преко радио-таласа,очекивали бисмо да видимо светлосни прстен који је настао због гравитационог искривљења вреле плазме која се брзо креће око црне рупе. Другим речима, црна рупа баца сенку на ову позадину светлог материјала, исцртавајући мрачну сферу. Овај светлосни прстен открива хоризонт догађаја црне рупе, на ком гравитација постаје толико јака да јој не може побећи чак ни светлост.Ајнштајнова теорија предвиђа величину и облик овог прстена, па усликавање овога не би било само интересантно, већ би помогло и да се потврди да су ове једначине одрживе у екстремним условима око црне рупе.

Међутим, ова црна рупа је толико далеко од нас да са Земље овај прстен делује као невероватно мали, исте величине за нас као поморанџа на површини Месеца. Због тога је њено усликавање изузетно тешко. Зашто се то дешава? Па, све се своди на једноставну једначину. Због појаве под именом преламање, постоје основна ограничења за најмање предмете које можемо видети. Ова главна једначина каже да, да бисмо видели све мање ствари, треба да правимо све веће телескопе. Међутим, чак и са најмоћнијим оптичким телескопом овде, на Земљи, не можемо чак ни да се приближимо резолуцији која је потребна да се услика површина на Месецу. Заправо, овде показујем слику са највећом резолуцијом свих времена на којој је усликан Месец са Земље.Садржи отприлике 13 000 пиксела, а ипак би сваки пиксел садржао преко 1,5 милиона поморанџи.

Па, колики је то телескоп који нам је потребан да видимо поморанџу на површини Месеца и, по аналогији, нашу црну рупу? Па, испоставило се уз много прорачуна да лако можете да израчунате да би нам био потребан телескоп величине читаве Земље.

(Смех)

Ако бисмо изградили овај телескоп величине Земље, тек бисмо почели да разазнајемо препознатљиви светлосни прстен који указује на постојање хоризонта догађаја црне рупе. Иако ова слика не би садржала све детаље које видимо у компјутерским графичким приказима, омогућила би нам да безбедно бацимо први поглед на непосредно окружење око црне рупе.

Међутим, као што можете да замислите, изградња једносложног телескопа величине Земље је немогућа. Међутим, изражено прослављеним речима Мика Џегера: „Не можеш увек добити оно што желиш, али ако понекад покушаш, можда откријеш да добијаш шта ти треба.“ А повезивањем телескопа широм света, интернационална сарадња под именом „Телескоп Хоризонт догађаја“ствара компјутерски телескоп величине Земље који ће моћи да разреши структуру на нивоу хоризонта догађаја црне рупе. Планира се да ова мрежа телескопа направи своју прву слику црне рупе следеће године. Сви телескопи у светској мрежи раде удружено. Повезани кроз прецизно мерење времена уз помоћ атомских часовника, тимови истраживача на свакој од локација замрзавају светлост прикупљајући хиљада терабајтова података. Ови подаци се обрађују у лабораторији управо овде, у Масачусетсу.

Па, како ово уопште функционише? Сећате се да, ако желимо да видимо црну рупу у центру наше галаксије, треба да изградимо немогуће велики телескоп величине Земље? Претварајмо се на тренутак да бисмо могли да изградимо телескоп величине Земље. Ово би било помало као да претварамо Земљу у џиновску диско куглу која се врти. Свако појединачно огледалце прикупљало би светлост коју онда можемо да укомбинујемо у целину да створимо слику. Међутим, хајде да сада склонимо већину ових огледала, тако да само пар остану. И даље можемо да покушамо да укомбинујемо ове информације у целину, али сада има пуно рупа. Ова преостала огледалца представљају места на којима имамо телескопе. Ово је невероватно мали број мерења да бисмо од њих направили слику. Међутим, иако прикупљамо светлост само на неколико локација телескопа, са окретањем Земље видимо и друга, нова мерења. Другим речима, са окретањем диско кугле, ова огледалца мењају локације и можемо да видимо различите делове слике.Алгоритми за стварање слике које развијамо попуњавају празнине диско кугле да бисмо реконструисали слику црне рупе која се налази у позадини. Да имамо телескопе који се налазе свуда по свету – другим речима, свуда по диско кугли – ово би било тривијално. Међутим, видимо само неколико узорака и због тога постоји бескрајно много могућих слика које у потпуности одговарају мерењима нашег телескопа. Међутим, нису све слике направљене на исти начин. Неке од ових слика личе више од других на оно што подразумевамо под сликама. Тако, моја улога у помагању да се направи прва слика црне рупе је стварање алгоритма да би се пронашао најприкладнији приказ који се уклапа и у телескопска мерења.

Као што уметник форензичких скица користи ограничене описе да састави слику користећи своје знање о структури лица, алгоритми за добијање слике на којима радим користе ограничене податке телескопа да би нас довели до слике која изгледа као ствари у нашем универзуму.Користећи ове алгоритме, можемо да саставимо слике из ових оскудних, нејасних података. Овде вам показујем пример реконструкције урађене помоћу симулираних података, када замишљамо да смо уперили телескопе према црној рупи у центру наше галаксије. Иако је ово само симулација, оваква реконструкција нам улива наду да ћемо ускоро моћи са сигурношћу да направимо прву слику црне рупе и да из тога закључимо величину њеног прстена. Иако бих волела да наставим са причом о детаљима овог алгоритма, срећом по вас, немамо времена.

Ипак, желим да укратко стекнете представу о томе како дефинишемо изглед нашег универзума и како ово користимо да реконструишемо и потврдимо наше резултате. Пошто постоји безгранично много могућих слика које савршено објашњавају мерења нашег телескопа, морамо некако да изаберемо неке међу њима. То чинимо кроз рангирање слика на основу тога колика је могућност да су слике црне рупе, а затим бирамо ону за коју је могућност највећа.

Шта под овим тачно подразумевам? Рецимо, покушавамо да направимо модел који ће нам рећи колико је вероватно да се нека слика појави на Фејсбуку. Вероватно бисмо желели да тај модел каже да је прилично невероватно да неко постави слику шумова са леве стране и да је веома вероватно да неко постави селфи као овај на десној страни. Ова слика у средини је мутна, па, иако је је вероватније да ћемо је видети на Фејсбуку од слике шумова, вероватно је мања шанса да ћемо је видети пре него селфи.

Међутим, када се ради о сликама из црне рупе, пред собом имамо праву загонетку; никада раније нисмо видели црну рупу. У том случају, која је слика црне рупе вероватна и шта да претпоставимо о структури црне рупе? Могли бисмо да покушамо да користимо слике симулација које смо урадили, као што је слика црне рупе из „Међузвезданих“, али, ако бисмо то учинили, то би могло да створи озбиљне проблеме. Шта би се десило ако се Ајнштајнове теорије не би одржале? И даље бисмо желели да реконструишемо тачну слику онога што се дешава. Ако превише укључимо Ајнштајнове једначине у наше алгоритме, завршићемо тако што ћемо видети слику коју очекујемо да видимо. Другим речима, желимо да оставимо отворену опцију за то да постоји џиновски слон у центру наше галаксије.

(Смех)

Различите врсте слика имају веома специфичне особине. Лако можемо да видимо разлику између симулација слика црне рупе и оних које правимо свакодневно овде, на Земљи. Треба нам начин да кажемо алгоритмима како изгледају слике без превеликог наметања једне врсте особина слике.Један начин да ово решимо је да наметнемо особине различитих врста слика и да видимо како врста слике коју користимо као претпоставку утиче на наше реконструкције. Ако сви типови слика стварају слику која врло слично изгледа, онда можемо да постанемо сигурнији да наше претпоставке o сликама не утичу толико на слику.

Ово је помало налик давању истог описа трима различитим уметницима који праве скице свуда по свету. Ако сви направе врло слична лица, онда можемо да постанемо сигурни да не намећу своје културолошке пристрасности на своје слике. Један начин на који можемо покушати да наметнемо различите особине слика је коришћење делића постојећих слика. Тако, узмемо огромне колекције слика и раздвојимо их на делиће слика. Онда можемо да третирамо сваки делић помало као да је делић слагалице. Користимо делиће слагалице који се често јављају да бисмо склопили слику која се уклапа и у наша телескопска мерења.

Различите врсте слика имају веома специфичне групе делића слагалице. Па, шта се дешава ако узмемо исте податке, али користимо различите групе делића слагалице да бисмо реконструисали слику? Кренимо од делића слагалице слике симулације црне рупе. Добро, ово делује прихватљиво.Ово изгледа како очекујемо да црна рупа изгледа. Међутим, да ли смо добили ово зато што смо убацили делиће симулације слика црне рупе? Испробајмо још једну групу делића слагалице из астрономских предмета који не припадају црним рупама. Добро, добијамо слику која слично изгледа. Шта је са делићима са свакодневних слика, као што су слике које правите помоћу своје камере? Сјајно, видимо исту слику. Када добијемо исту слику од свих различитих група делића слагалице, онда постајемо сигурнији да наше претпоставке не утичу пуно на коначну слику коју добијамо.

Још једна ствар коју радимо је узимање истих група делића слагалице, као што су оне које потичу из свакодневних слика, и користимо их за реконструисање различитих врста извора слика. Дакле, у нашим симулацијама претварамо се да црна рупа изгледа као астрономски предмети који нису црна рупа, као и свакодневни прикази као што је слон у центру наше галаксије. Када резултати наших алгоритама на дну изгледају врло слично правом приказу симулације на врху, онда можемо да постанемо сигурнији у наше алгоритме. Заиста желим да нагласим овде да су све ове слике настале састављањем комадића свакодневних фотографија, као оних које бисте добили помоћу своје личне камере. Дакле, слика црне рупе коју никада пре нисмо видели на крају ће можда бити направљена састављањем комадића које виђамо стално, слика људи, зграда, дрвећа, мачака и кучића. Овакве идеје о сликама омогућиће нам да направимо прве слике црне рупе и да, надам се, потврдимо познате теорије на које се научници ослањају свакодневно.

Међутим, наравно, функционисање оваквих идеја везаних за слике никада не би било могуће без невероватног тима истраживача са којима имам привилегију да радим. И даље ме одушевљава што, иако сам започела рад на овом пројекту без предзнања о астрофизици, оно што смо постигли кроз ову јединствену сарадњу може дати резултат у виду прве слике црне рупе. Међутим, велики пројекти као што је „Телескоп Хоризонт догађаја“ успешни су захваљујући интердисциплинарној стручности коју различити људи доносе у пројекат. Ми смо мешавина астронома, физичара, математичара и инжењера. Ово ће ускоро омогућити да постигнемо нешто за шта се некада мислило да је немогуће.

Желим све да вас охрабрим да изађете и припомогнете у померању граница науке, иако вам то испрве може деловати мистериозно као и црна рупа.”, (1)

Референце