Inside the black hole image that made history | Sheperd Doeleman

Translator: Kitchka Dyankova Reviewer: Anton Hikov

Chris Anderson: Shep, thank you so much for coming.

Крис Андерсън: Шеп, благодаря ти много че дойде.

I think your plane landed literally two hours ago in Vancouver.

Самолетът ти кацна във Ванкувър буквално преди 2 часа.

Such a treat to have you.

Толкова е хубаво, че си тук.

So, talk us through how do you get from Einstein's equation to a black hole?

Обясни ни как стигаме от уравнението на Айнщайн до черна дупка?

Sheperd Doeleman: Over 100 years ago,

Шепърд Доулман: Преди 100 години

Einstein came up with this geometric theory of gravity

Айнщайн създал геометричната си теория за гравитацията,

which deforms space-time.

която изкривява пространство-времето.

So, matter deforms space-time,

Материята изкривява пространство-времето,

and then space-time tells matter in turn how to move around it.

после пространство-времето казва на материята как да се движи.

And you can get enough matter into a small enough region

И може да получим толкова материя в достатъчно малкa област,

that it punctures space-time,

че тя да пробие пространство-времето и

and that even light can't escape,

дори светлината да не може да избяга,

the force of gravity keeps even light inside.

гравитацията задържа вътре дори светлината.

CA: And so, before that, the reason the Earth moves around the Sun

КА: Преди това, причината Земята да се върти около Слънцето

is not because the Sun is pulling the Earth as we think,

не е защото Слънцето привлича Земята, както мислим,

but it's literally changed the shape of space

а буквално е променило формата на пространството

so that we just sort of fall around the Sun.

и ние просто някак си падаме около Слънцето

SD: Exactly, the geometry of space-time

ШД: Точно така, геометрията на пространство-времето

tells the Earth how to move around the Sun.

казва на Земята как да се движи около Слънцето.

You're almost seeing a black hole puncture through space-time,

Почти виждате как черна дупка пробива пространство-времето

and when it goes so deeply in,

и когато стане дълбока,

then there's a point at which light orbits the black hole.

има една точка, в която светлината се върти около черната дупка.

CA: And so that's, I guess, is what's happening here.

КА: И точно това, предполагам, се случва тук.

This is not an image,

Това не е снимка,

this is a computer simulation of what we always thought,

това е компютърна симулация на онова, което винаги сме смятали

like, the event horizon around the black hole.

за хоризонт на събитията около черната дупка.

SD: Until last week, we had no idea what a black hole really looked like.

ШД: До миналата седмица нямахме представа как реално изглежда черната дупка.

The best we could do were simulations like this in supercomputers,

Най-доброто, което правехме, бяха симулации като тази на суперкомпютри,

but even here you see this ring of light,

но дори тук виждате пръстена светлина,

which is the orbit of photons.

който е орбитата на фотоните.

That's where photons literally move around the black hole,

Там фотоните буквално обикалят черната дупка

and around that is this hot gas that's drawn to the black hole,

и наоколо е горещият газ, привлечен към черната дупка,

and it's hot because of friction.

а е горещ заради триенето.

All this gas is trying to get into a very small volume, so it heats up.

Този газ се опитва да влезе в много малък обем, затова се нагрява.

CA: A few years ago, you embarked on this mission

КА: Преди няколко години ти се зае с мисията

to try and actually image one of these things.

да се опиташ да снимаш едно от тези неща.

And I guess you took --

И предполагам, че избра...

you focused on this galaxy way out there.

фокусира се върху онази галактика там.

Tell us about this galaxy.

Разкажи ни за нея.

SD: This is the galaxy --

ШД: Това е галактиката -

we're going to zoom into the galaxy M87, it's 55 million light-years away.

ще се приближим до галактика М87, тя е на 55 милиона светлинни години.

CA: Fifty-five million.

КА: 55 милиона.

SD: Which is a long way.

ШД: Което е далече.

And at its heart,

И в сърцето ѝ

there's a six-and-a-half-billion- solar-mass black hole.

има черна дупка, шест и половина милиарда слънчева маса.

That's hard for us to really fathom, right?

Трудно ни е да го проумеем, нали?

Six and a half billion suns compressed into a single point.

Шест и половина милиарда слънца, събрани в една точка.

And it's governing some of the energetics of the center of this galaxy.

И тя управлява част от енергетиката на центъра на тази галактика.

CA: But even though that thing is so huge, because it's so far away,

КА: Макар че това нещо е толкова огромно, защото е твърде далече,

to actually dream of getting an image of it,

за да мечтаем да го снимаме,

that's incredibly hard.

невероятно трудно е.

The resolution would be incredible that you need.

Решението трябва да е невероятно.

SD: Black holes are the smallest objects in the known universe.

ШД: Черните дупки са най-малките обекти в познатата ни вселена.

But they have these outsize effects on whole galaxies.

Но те имат огромен ефект върху цели галактики.

But to see one,

За да видим една дупка,

you would need to build a telescope as large as the Earth,

ще трябва да построим телескоп, голям колкото Земята,

because the black hole that we're looking at

защото черната дупка, която гледаме

gives off copious radio waves.

излъчва много радио вълни.

It's emitting all the time.

Тя постоянно излъчва.

CA: And that's exactly what you did.

КА: И точно това направихте.

SD: Exactly. What you're seeing here

ШД: Да. Тук виждате как

is we used telescopes all around the world,

използвахме телескопи по целия свят,

we synchronized them perfectly with atomic clocks,

синхронизирахме ги перфектно с атомни часовници

so they received the light waves from this black hole,

и те получаваха светлинните вълни от тази черна дупка,

and then we stitched all of that data together to make an image.

а после събрахме цялата информация, за да получим образ.

CA: To do that

КА: За да направите това,

the weather had to be right

ви трябваше хубаво време

in all of those locations at the same time,

във всички тези локации едновременно,

so you could actually get a clear view.

за да имате ясен поглед.

SD: We had to get lucky in a lot of different ways.

ШД: Трябваше ни късмет за много различни неща.

And sometimes, it's better to be lucky than good.

Понякога е по-добре да имаш късмет, отколкото да си добър.

In this case, we were both, I like to think.

В нашия случай ми се иска да мисля, че бяхме и двете.

But light had to come from the black hole.

Но светлината трябваше да дойде от черната дупка.

It had to come through intergalactic space,

Тя трябваше да мине през междугалактическото пространство,

through the Earth's atmosphere, where water vapor can absorb it,

през атмосферата на Земята, където водните пари могат да я абсорбират

and everything worked out perfectly,

и всичко се получи чудесно,

the size of the Earth at that wavelength of light,

големината на Земята на дължината на светлинната вълна,

one millimeter wavelength,

един милиметър дължина,

was just right to resolve that black hole, 55 million light-years away.

бе достатъчна, за да "хване" черната дупка на 55 милиона светлинни години оттук.

The universe was telling us what to do.

Вселената ни казваше какво да правим.

CA: So you started capturing huge amounts of data.

КА: И получавахте огромни количества информация.

I think this is like half the data from just one telescope.

Мисля, че това са около половината данни само от един телескоп.

SD: Yeah, this is one of the members of our team, Lindy Blackburn,

ШД: Да, това е един от членовете на екипа ни, Линди Блекбърн

and he's sitting with half the data

и той седи с половината данни,

recorded at the Large Millimeter Telescope,

записани с телескопа Large Millimeter,

which is atop a 15,000-foot mountain in Mexico.

който се намира на върха на 15 000-футова планина в Мексико.

And what he's holding there is about half a petabyte.

И това, което държи там е около половин петабайт.

Which, to put it in terms that we might understand,

Което, казано разбираемо,

it's about 5,000 people's lifetime selfie budget.

е пожизнения бюджет за селфита на около 5000 души.

(Laughter)

(Смях)

CA: It's a lot of data.

КА: Доста информация е.

So this was all shipped, you couldn't send this over the internet.

И всичко това беше превозено, не можеше да се изпрати по интернет.

All this data was shipped to one place

Цялата информация бе изпратена на едно място

and the massive computer effort began to try and analyze it.

и започна внушителният компютърен опит за анализ.

And you didn't really know

Не знаехте

what you were going to see coming out of this.

какво ще излезе от това.

ШД: Ето как работи използваната от нас техника -

SD: The way this technique works that we used --

imagine taking an optical mirror and smashing it

представете си, че взимате едно оптично огледало, разбивате го

and putting all the shards in different places.

и слагате всички парчета на различни места.

The way a normal mirror works

При нормалното огледало

is the light rays bounce off the surface, which is perfect,

лъчите светлина отскачат от повърхността, което е чудесно

and they focus in a certain point at the same time.

и в същото време се фокусират в определена точка.

We take all these recordings,

Взимаме всички тези записи

and with atomic clock precision

и с точността на атомен часовник

we align them perfectly, later in a supercomputer.

ги подреждаме идеално със суперкомпютър.

And we recreate kind of an Earth-sized lens.

Пресъздаваме нещо като лещa с размера на Земята.

And the only way to do that is to bring the data back by plane.

Единственият начин да се получи е да върнем данните със самолет.

You can't beat the bandwidth of a 747 filled with hard discs.

Няма по-добър трансфер на данни от 747, пълен с хард дискове.

(Laughter)

(Смях)

CA: And so, I guess a few weeks or a few months ago,

КА: И така, преди няколко седмици или месеца,

on a computer screen somewhere,

на компютърния екран някъде,

this started to come into view.

започна да се вижда това.

This moment.

Този момент.

SD: Well, it took a long time.

ШД: Е, отне доста време.

CA: I mean, look at this.

КА: Погледнете това.

That was it.

Това беше.

That was the first image.

Това беше първият образ.

(Applause)

(Аплодисменти)

So tell us what we're really looking at there.

Кажи ни какво виждаме тук.

SD: I still love it.

ШД: Още я обичам.

(Laughter)

(Смях)

So what you're seeing is that last orbit of photons.

Виждате последната орбита от фотони.

You're seeing Einstein's geometry laid bare.

Виждате разкрита геометрията на Айнщайн.

The puncture in space-time is so deep

Дупката в пространство-времето е толкова дълбока,

that light moves around in orbit,

че светлината обикаля в орбита,

so that light behind the black hole, as I think we'll see soon,

така че светлината зад черната дупка, както ще видим скоро,

moves around and comes to us on these parallel lines

се върти и стига до нас в тези успоредни линии

at exactly that orbit.

на точно тази орбита.

It turns out, that orbit is the square root of 27

Оказа се, че тази орбита е корен квадратен от 27,

times just a handful of fundamental constants.

умножен по шепа основни константи.

It's extraordinary when you think about it.

Необикновено е като се замислим.

CA: When ...

КА: Когато...

In my head, initially, when I thought of black holes,

В началото, когато си представях черни дупки, мислех,

I'm thinking that is the event horizon,

че това е хоризонтът на събитията,

there's lots of matter and light whirling around in that shape.

има вихрушка от материя и светлина в тази форма.

But it's actually more complicated than that.

Но всъщност е по-сложно.

Well, talk us through this animation, because it's light being lensed around it.

Обясни ни тази анимация, защото около нея е заснета светлина.

SD: You'll see here that some light from behind it gets lensed,

ШД: Тук ще видите, че е заснета част от светлината иззад нея,

and some light does a loop-the-loop around the entire orbit of the black hole.

а част прави обиколка по цялата орбита на черната дупка.

But when you get enough light

Но щом получим достатъчно светлина

from all this hot gas swirling around the black hole,

от всичкия горещ газ, въртящ се около черната дупка,

then you wind up seeing all of these light rays

виждаме всички светлинни лъчи

come together on this screen,

да се събират на този екран,

which is a stand-in for where you and I are.

който е в положението, в което вие и аз се намираме.

And you see the definition of this ring begin to come into shape.

Виждате как пръстенът започва да придобива форма.

And that's what Einstein predicted over 100 years ago.

Това е предсказал Айнщайн преди повече от 100 години.

CA: Yeah, that is amazing.

КА: Да, изумително.

So tell us more about what we're actually looking at here.

Разкажи ни повече за това, което виждаме тук.

First of all, why is part of it brighter than the rest?

Първо, защо част от него е по-ярка?

SD: So what's happening is that the black hole is spinning.

ШД: Случва се това, че черната дупка се върти.

And you wind up with some of the gas moving towards us below

И накрая част от газа се движи към нас отдолу

and receding from us on the top.

и се отдалечава от нас отгоре.

And just as the train whistle has a higher pitch

И точно както свирката на локомотива е по-силна,

when it's coming towards you,

когато той идва към нас,

there's more energy from the gas coming towards us than going away from us.

в газа, идващ към нас има повече енергия отколкото в отдалечаващия се.

You see the bottom part brighter

Виждате долната част по-ярка,

because the light is actually being boosted in our direction.

защото светлината на практика бива тласкана в нашата посока.

CA: And how physically big is that?

КА: Колко голямо е това физически?

SD: Our entire solar system would fit well within that dark region.

ШД: Цялата ни Слънчева система би стояла добре в тази тъмна област.

And if I may,

И ако позволите,

that dark region is the signature of the event horizon.

тази тъмната област показва хоризонта на събитията.

The reason we don't see light from there,

Причината да не виждаме светлина там е,

is that the light that would come to us from that place

че светлината, която би дошла до нас от това място,

was swallowed by the event horizon.

е била погълната от хоризонта на събитията.

So that -- that's it.

Така че, това е.

CA: And so when we think of a black hole,

КА: Когато си представяме черна дупка,

you think of these huge rays jetting out of it,

мислим за онези внушителни лъчи, струящи от нея,

which are pointed directly in our direction.

които сочат директно в нашата посока.

Why don't we see them?

Защо не ги виждаме?

SD: This is a very powerful black hole.

ШД: Това е много мощна черна дупка.

Not by universal standards, it's still powerful,

Не според общоприетите стандарти, пак е силна

and from the north and south poles of this black hole

и от северния и южния полюс на тази черна дупка

we think that jets are coming.

изригват струи.

Now, we're too close to really see all the jet structure,

Сега сме твърде близо, за да видим структурата на струите,

but it's the base of those jets that are illuminating the space-time.

но основите на тези струи осветяват пространство-времето.

And that's what's being bent around the black hole.

И точно това се пречупва около черната дупка.

CA: And if you were in a spaceship whirling around that thing somehow,

KA: А ако сме в космически кораб, обикалящ някак си около това нещо,

how long would it take to actually go around it?

колко време ще ни отнеме да го обиколим?

SD: First, I would give anything to be in that spaceship.

ШД: Първо, бих дал всичко да съм на този кораб.

(Laughter)

(Смях)

Sign me up.

Запиши ме.

There’s something called the -- if I can get wonky for one moment --

Има нещо, наречено – ще се поколебя за момент –

the innermost stable circular orbit,

най-вътрешна стабилна кръгла орбита,

that's the innermost orbit at which matter can move around a black hole

това е най-вътрешната орбита на движение на материята около черната дупка

before it spirals in.

преди да пропадне вътре.

And for this black hole, it's going to be between three days and about a month.

За тази черна дупка ще са нужни между три дни и около месец.

CA: It's so powerful, it's weirdly slow at one level.

КА: Толкова е мощна, а е странно бавна на някакво ниво.

I mean, you wouldn't even notice

Дори няма да забележим,

falling into that event horizon if you were there.

че пропадаме в хоризонта на събитията, ако сме там.

SD: So you may have heard of "spaghettification,"

ШД: Може би сте чували за "спагетизацията",

where you fall into a black hole

при която падате в черна дупка

and the gravitational field on your feet is much stronger than on your head,

и гравитационното поле в краката ви е много по-силно от това в главата ви,

so you're ripped apart.

така че бивате разкъсани.

This black hole is so big

Черната дупка е толкова голяма,

that you're not going to become a spaghetti noodle.

че няма да се превърнете в спагети.

You're just going to drift right through that event horizon.

Просто ще се носите право през хоризонта на събитията.

CA: So, it's like a giant tornado.

КА: Като гигантско торнадо е.

When Dorothy was whipped by a tornado, she ended up in Oz.

Когато Дороти беше отнесена от торнадо, тя се озова в Оз.

Where do you end up if you fall into a black hole?

Къде отиваме, ако паднем в черна дупка?

(Laughter)

(Смях)

SD: Vancouver.

ШД: Във Ванкувър.

(Laughter)

(Смях)

CA: Oh, my God.

КА: О, Боже.

(Applause)

(Аплодисменти)

It's the red circle, that's terrifying.

Червеният кръг е ужасяващ.

No, really.

Не, наистина.

SD: Black holes really are the central mystery of our age,

ШД: Черните дупки наистина са най-важната загадка на века ни,

because that's where the quantum world and the gravitational world come together.

защото там се срещат квантовият и гравитационният свят.

What's inside is a singularity.

Вътре има сингулярност.

And that's where all the forces become unified,

Там всички сили се обединяват,

because gravity finally is strong enough to compete with all the other forces.

защото гравитацията най-после е достатъчно силна да се състезава с другите сили.

But it's hidden from us,

Но тя е скрита от нас,

the universe has cloaked it in the ultimate invisibility cloak.

вселената я е покрила с наметалото на изключителната невидимост.

So we don't know what happens in there.

Не знаем какво се случва там.

CA: So there's a smaller one of these in our own galaxy.

КА: В нашата галактика имаме една такава по-малка.

Can we go back to our own beautiful galaxy?

Да се върнем ли към нашата красива галактика?

This is the Milky Way, this is home.

Това е Млечният път, домът ни.

And somewhere in the middle of that there's another one,

И някъде по средата му има друга дупка,

which you're trying to find as well.

която също се опитвате да откриете.

SD: We already know it's there, and we've already taken data on it.

ШД: Вече знаем, че е там и сме събрали данни за нея.

And we're working on those data right now.

И работим с тези данни в момента.

So we hope to have something in the near future, I can't say when.

Надяваме се да имаме нещо скоро, не мога да кажа кога.

CA: It's way closer but also a lot smaller,

КА: Тя е много по-близо, но и много по-малка,

maybe the similar kind of size to what we saw?

може би подобна по размер на тази, която видяхме?

SD: Right. So it turns out that the black hole in M87,

ШД: Точно така. Оказва се, че черната дупка в М87,

that we saw before,

която видяхме преди,

is six and a half billion solar masses.

е шест и половина милиарда слънчева маса.

But it's so far away that it appears a certain size.

Но е толкова далече, че изглежда с определена големина.

The black hole in the center of our galaxy is a thousand times less massive,

Черната дупка в средата на галактиката ни е с хиляда пъти по-малка маса,

but also a thousand times closer.

но и хиляда пъти по-близо.

So it looks the same angular size on the sky.

Затова в небето изглежда със същия ъглов размер.

CA: Finally, I guess, a nod to a remarkable group of people.

КА: И накрая, предполагам, поздрав за група забележителни хора.

Who are these guys?

Кои са те?

SD: So these are only some of the team.

ШД: Това е само част от екипа.

We marveled at the resonance that this image has had.

Възхищавахме се на резонанса на изображението.

If you told me that it would be above the fold in all of these newspapers,

Ако ми кажехте, че ще бъдем на първа страница на всички вестници,

I'm not sure I would have believed you, but it was.

не съм сигурен, че щях да повярвам, но бяхме.

Because this is a great mystery,

Това е голяма загадка

and it's inspiring for us, and I hope it's inspiring to everyone.

и е вдъхновяваща за нас, надявам се и за всички.

But the more important thing is that this is just a small number of the team.

Но по-важното е, че това е само малка част от екипа.

We're 200 people strong with 60 institutes

Ние сме 200 души в 60 института

and 20 countries and regions.

и 20 държави и региони.

If you want to build a global telescope you need a global team.

Ако искате да построите глобален телескоп, ви трябва глобален екип.

And this technique that we use of linking telescopes around the world

И метода, който използваме, за свързване на телескопите по света,

kind of effortlessly sidesteps some of the issues that divide us.

някак без усилие заобикаля някои от проблемите, които ни разделят.

And as scientists, we naturally come together to do something like this.

Като учени, за нас е естествено да се съберем, за да направим нещо такова.

CA: Wow, boy, that's inspiring for our whole team this week.

КА: О, вдъхновяващо е за целия ни екип тази седмица.

Shep, thank you so much for what you did and for coming here.

Шеп, много ти благодаря за това, което направи и че дойде.

SD: Thank you.

ШД: Благодаря ви.

(Applause)

(Аплодисменти)