A fekete lyukak a világegyetem legextrémebb jelenségei közé tartoznak: feneketlen vermek, ahonnan az óriási gravitációs erők miatt nem jut ki semmi, még a fény sem, így a külső megfigyelő számára “feketének” látszanak, bár körülveszi őket egy intenzív ragyogás, ami az eseményhorizont felé tartó anyag izzása miatt alakul ki. A fekete lyukak leírása esetén a tudósok gyakran egy elméleti fekete lyuk vizsgálatára szorítkoznak, de a valóságban a fekete lyukak foroghatnak és ez még bonyolultabbá teszi a leírásukat. A fekete lyukakkal kapcsolatban számos kérdésre nincs biztos válasz egyelőre, annak ellenére, hogy a kutatók az elmúlt időszakban nagy előrelépéseket értek el a tanulmányozásuk terén és 2019-ben már sikerült képet is alkotniuk egyről, az M87 galaxis szívében található szupermasszív fekete lyukról, pontosabban azt körbevevő fénykorongról, az Eseményhorizont Teleszkóp segítségével. Az EHT egy, nagy teljesítményű földi teleszkópok összeköttetése révén kialakított virtuális távcső, aminek révén a fekete lyukak és eseményhorizontjuk feltérképezését végzik a csillagászok és az M87* után már a Tejútrendszer közepén lévő Sagittarius A*-t is megjelenítették egy 2022-ben készült képen.

A fekete lyukak létezésének elképzelése már az 1700-as években felmerült és az ötletnek Einstein relativitáselmélete adott nagy támogatást, de az objektumok olyannyira hihetetlennek tűntek az elméleti modellek szerint, hogy még maga Einstein is kételkedett a valódiságukban. Hogy pontosan ki nevezte el ezeket a gravitációsan teljesen összeomlott objektumokat, ahogyan a hatvanas évekig hívták őket, fekete lyukaknak, azt már nem lehet pontosan tudni, de annyi biztos, hogy az elmúlt évtizedekben rengeteg kutatás zajlott és tanulmány látott napvilágot a fekete lyukakkal kapcsolatban és 2020-ban három fizikus, Roger Penrose, Reinhard Genzel és Andrea Ghez fizikai Nobel-díjat is nyert a róluk szóló kutatásaikért. Igaz, hogy a Földhöz legközelebbi fekete lyukat, a Sagittarius A*-ot is 26 ezer fényév választja el a bolygónktól, ezért arra meglehetősen kevés esély kínálkozik, hogy egy űrhajó megközelítse és az eseményhorizont közelébe érjen, de mégis számos kutatás foglalkozott többek között azzal a kérdéssel is, hogy vajon mi történne, ha bepillanthatnánk a fekete lyukak szívébe: mi történik a feléjük haladó anyaggal, hogyan változik az idő múlásának érzékelése a közelükben és milyen lehet átlépni az eseményhorizontot?

A legújabb szimulációt az embert, vagy bármi mást beszippantó fekete lyukról a NASA Goddard Űrrepülési Központ asztrofizikusa, Jeremy Schnittman készítette el kutatótársával, Brian Powellel és a Discover szuperszámítógéppel együttműködésben, hogy a szimulációkkal kézzelfoghatóbb formában is megjelenítse a nehezen érthető, komplex folyamatokat. A munka célja az volt, hogy a relativitás matematikáját a való világbeli következményekkel kösse össze a vizualizáció segítségével - mondta el Schnittman, ennek érdekében pedig két különböző nézőpontból mutatja be a fekete lyuk megközelítésének eseményét két videóban: egy olyan (az asztronauta nézőpontját képviselő) kamera szemszögéből, ami elkerüli az eseményhorizontot és visszatér, és egy olyanból, ami beleesik a fekete lyukba, ahonnan már nincs visszatérés, mivel ehhez a fénysebességnél is gyorsabban kellene haladni. A szimuláció megalkotását a Discover 5 nap alatt fejezte be és a projekt közben 10 terabájt adatot generált, vagyis még egy nagy teljesítményű szuperszámítógépnek is elég nagy falatot jelentett a bonyolult számítások elvégzése.

Az első vizualizáción látható, ahogy a kamera közel fénysebességre gyorsulva közelít a fekete lyuk felé, amelynek fotongyűrűje fényes keretet ad az objektumnak. A fotongyűrű fényes, vékony struktúrája olyan fotonokból áll, amelyek a fekete lyuk körül keringenek az akkréciós korong belső részén, de nem lépték át az eseményhorizontot és nem is szöktek még el a fekete lyuk közeléből. A gyűrű és a háttérben látható égbolt is egyre jobban torzul, ahogy a kamera az objektum felé halad és a téridő meghajlik, majd 2 perc 10 másodpercnél a megfigyelő eléri az eseményhorizontot és a másodperc töredékével később a szingularitást, ahol az általunk ismert fizikai törvények nem érvényesek többé.

A képzeletbeli utazó élete véget ér, de Schnittmann elmondása szerint egy szupermasszív fekete lyuk általi pusztulás még mindig a jobb lehetőség, mint ha egy kisebb, csillagméretű fekete lyuk szippantja be az embert, mivel utóbbi esetben az eseményhorizont kisebb, az árapályerők erősebbek és spagettiszerűen nyújtják meg és nyelik el a közelükben lévő objektumokat. Az asztrofizikus szerint egyébként a fekete lyukakkal kapcsolatos legérdekesebb kérdést nem az jelenti, hogy hogyan nyelnek el minden anyagot, hanem hogy milyen különös hatással vannak az időre, hogyan változtatják meg az idő múlását és természetét, ha elég közel kerül hozzájuk valaki vagy inkább valami.

(Fotó: NASA Goddard)