Inside the black hole image that made history | Sheperd Doeleman

Vertaald door: Rik Delaet Nagekeken door: Axel Saffran

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

Chris Anderson: Shep, heel erg bedankt voor je komst.

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

Ik denk dat je vliegtuig precies twee uur geleden in Vancouver landde.

Such a treat to have you.

Een plezier je hier te hebben.

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

Hoe kom je nu vanuit de vergelijking van Einstein naar een zwart gat?

Sheperd Doeleman: Over 100 years ago,

Sheperd Doeleman: Meer dan 100 jaar geleden

Einstein came up with this geometric theory of gravity

ontdekte Einstein de geometrische theorie van de zwaartekracht

which deforms space-time.

die de ruimtetijd vervormt.

So, matter deforms space-time,

Materie vervormt de ruimtetijd

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

en dan vertelt de ruimtetijd de materie hoe erin te bewegen.

And you can get enough matter into a small enough region

En je kunt genoeg materie in een voldoende klein volume krijgen

that it punctures space-time,

dat het de ruimtetijd doorprikt,

and that even light can't escape,

zodat zelfs licht er niet uit kan,

the force of gravity keeps even light inside.

de zwaartekracht houdt zelfs het licht binnen.

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

CA: En dus is de reden dat de aarde rond de Zon beweegt

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

niet omdat de zon de aarde aantrekt, zoals we denken,

but it's literally changed the shape of space

maar ze letterlijk de ruimte vervormt

zodat we eigenlijk gewoon om de zon heen vallen.

so that we just sort of fall around the Sun.

SD: Exactly, the geometry of space-time

SD: Ja, de geometrie van de ruimtetijd

tells the Earth how to move around the Sun.

vertelt de aarde hoe rond de zon te bewegen

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

Je ziet bijna een zwart gat de ruimtetijd doorprikken,

and when it goes so deeply in,

en wanneer het er zo diep in gaat,

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

dan komt er een moment waarop het licht het zwarte gat gaat omcirkelen.

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

CA: En dat is, denk ik, wat hier gebeurt.

This is not an image,

Dit is geen beeld,

this is a computer simulation of what we always thought,

maar een computersimulatie van wat we altijd dachten,

like, the event horizon around the black hole.

zoals, de waarnemingshorizon rond het zwarte gat.

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

SD: Tot vorige week wisten we niet hoe een zwart gat eruitzag.

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

Het beste wat we konden, waren simulaties zoals deze in supercomputers,

but even here you see this ring of light,

maar ook hier zie je deze ring van licht,

which is the orbit of photons.

de baan van de fotonen.

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

Dat is waar fotonen letterlijk rond het zwarte gat bewegen

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

en daarrond zit dit hete gas dat het zwarte gat wordt ingetrokken

and it's hot because of friction.

en verhit is door wrijving.

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

Al dit gas probeert in een zeer klein volume te geraken, en warmt op.

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

CA: Een paar jaar geleden begon je aan de opdracht

to try and actually image one of these things.

om een van deze dingen echt in beeld te brengen.

And I guess you took --

En ik denk dat je --

you focused on this galaxy way out there.

je richtte je op deze verre melkweg.

Tell us about this galaxy.

Vertel ons over deze melkweg.

SD: This is the galaxy --

SD: Dit is die melkweg --

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

We gaan op de melkweg M87 inzoomen, 55 miljoen lichtjaar hiervandaan.

CA: Fifty-five million.

CA: 55 miljoen.

SD: Which is a long way.

SD: Dat is ver weg.

And at its heart,

In zijn centrum

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

zit een zwart gat met een massa van 6,5 miljard zonnen.

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

Moeilijk voor te stellen, toch?

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

Zes en een half miljard zonnen gecomprimeerd tot één enkel punt.

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

Het bestuurt een deel van de energetica van het centrum van deze melkweg.

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

CA: Maar ook al is dat ding zo groot, omdat het zo ver weg is,

to actually dream of getting an image of it,

is het ongelooflijk moeilijk er een beeld van krijgen.

that's incredibly hard.

The resolution would be incredible that you need.

De resolutie die je nodig hebt, is niet te vatten.

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

SD: Zwarte gaten zijn de kleinste dingen in het bekende universum.

But they have these outsize effects on whole galaxies.

Maar ze hebben overmaatse effecten op hele sterrenstelsels.

But to see one,

Om er een te zien,

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

heb je een telescoop nodig zo groot als de aarde

omdat het zwarte gat waar we naar kijken

because the black hole that we're looking at

gives off copious radio waves.

overvloedig radiogolven afgeeft.

It's emitting all the time.

Het zendt de hele tijd uit.

CA: And that's exactly what you did.

CA: En dat is precies wat je deed.

SD: Exactly. What you're seeing here

SD: Precies.

Hier zie je hoe we telescopen over de hele wereld gebruikten,

is we used telescopes all around the world,

we synchronized them perfectly with atomic clocks,

we synchroniseerden ze perfect met atoomklokken,

so they received the light waves from this black hole,

zodat ze de lichtgolven van dit zwarte gat ontvingen.

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

We klikten vervolgens al die data aan elkaar tot een beeld.

CA: To do that

CA: Om dat te doen,

the weather had to be right

moest het weer overal op hetzelfde moment goed zijn

in all of those locations at the same time,

so you could actually get a clear view.

om een duidelijk zicht te hebben.

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

SD: We moesten dus op allerlei manieren geluk hebben.

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

Soms kan je beter geluk hebben dan goed zijn.

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

In dit geval was het beide, denk ik graag.

But light had to come from the black hole.

Maar het licht moest van het zwarte gat tot hier geraken.

It had to come through intergalactic space,

Het moest door de intergalactische ruimte,

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

door de atmosfeer van de aarde, waar waterdamp het kan absorberen,

and everything worked out perfectly,

en alles werkte perfect,

the size of the Earth at that wavelength of light,

de grootte van de aarde bij die golflengte van licht,

one millimeter wavelength,

één-millimeter-straling,

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

was net genoeg om dat zwarte gat te zien op 55 miljoen lichtjaar hiervandaan.

The universe was telling us what to do.

Het universum vertelde ons wat te doen.

CA: So you started capturing huge amounts of data.

CA: Je ging massa’s data opnemen.

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

Dit is zowat de helft van de gegevens van slechts één telescoop.

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

SD: Ja, dit is iemand van ons team, Lindy Blackburn,

and he's sitting with half the data

met de helft van de gegevens

recorded at the Large Millimeter Telescope,

van de Large Millimeter Telescope,

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

op een vijf km hoge berg in Mexico.

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

En hij houdt hier ongeveer een halve petabyte in zijn handen.

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

Wat, in termen die we kunnen begrijpen,

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

overeenkomt met ongeveer een levenslang selfiebudget voor 5.000 mensen.

(Laughter)

(Gelach)

CA: It's a lot of data.

CA: Het zijn een hoop data.

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

Dit werd allemaal fysiek verzonden, het ging niet via het internet.

All this data was shipped to one place

Al deze gegevens werden op één plek

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

met massale computerinzet getest en geanalyseerd.

And you didn't really know

Je wist niet echt

what you were going to see coming out of this.

wat dit zou opleveren.

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

SD: De gebruikte techniek is --

imagine taking an optical mirror and smashing it

stel je voor dat we een optische spiegel zouden breken

and putting all the shards in different places.

en de scherven willekeurig neerzetten.

The way a normal mirror works

Een normale spiegel werkt

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

door lichtstralen te weerkaatsen op een perfect oppervlak

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

en ze tegelijkertijd op een bepaald punt te richten.

We take all these recordings,

Al deze opnames

aligneren we daarna met atoomklokprecisie

and with atomic clock precision

we align them perfectly, later in a supercomputer.

perfect in een supercomputer.

And we recreate kind of an Earth-sized lens.

En maken zo een soort lens zo groot als de aarde.

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

Dat kan alleen door de gegevens terug te vliegen.

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

De bandbreedte van een 747 vol hard discs kan je niet overtreffen.

(Laughter)

(Gelach)

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

CA: Zo, denk ik dat een paar weken of maanden geleden

on a computer screen somewhere,

ergens op een computerscherm

this started to come into view.

dit in beeld begon te komen.

This moment.

Dit moment.

SD: Well, it took a long time.

SD: Het duurde wel een lange tijd.

CA: I mean, look at this.

CA: Ik bedoel, kijk ernaar.

That was it.

Dat was het.

That was the first image.

Dat was het eerste beeld.

(Applause)

(Applaus)

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

Vertel ons eens wat we daar echt zien.

SD: I still love it.

SD: Ik ben er nog altijd weg van.

(Laughter)

(Gelach)

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

Je ziet de laatste baan van fotonen.

You're seeing Einstein's geometry laid bare.

Je ziet Einsteins geometrie blootgelegd.

The puncture in space-time is so deep

Het lek in de ruimtetijd is zo diep

dat het licht eromheen beweegt,

that light moves around in orbit,

zodat het licht achter het zwarte gat, zoals we, denk ik, binnenkort gaan zien,

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

moves around and comes to us on these parallel lines

eromheen gaat en ons bereikt via deze parallelle lijnen

at exactly that orbit.

op precies die baan.

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

Het blijkt, dat de baan de vierkantswortel is van 27

times just a handful of fundamental constants.

maal een handvol fundamentele constanten.

It's extraordinary when you think about it.

Heel bijzonder, als je erover nadenkt.

CA: When ...

CA: Als ...

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

Toen ik de eerste keer nadacht over zwarte gaten,

I'm thinking that is the event horizon,

dacht ik: dat is de waarnemingshorizon,

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

waaromheen hopen materie en licht wervelen in die vorm.

But it's actually more complicated than that.

Maar het is ingewikkelder dan dat.

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

Laten we het hebben over deze animatie, omdat het licht eromheen wordt gebogen.

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

SD: Je ziet hier dat wat licht komende van erachter wordt gebogen,

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

en ander licht maakt een looping rond het hele gebied van het zwarte gat.

But when you get enough light

Maar als je genoeg licht krijgt

from all this hot gas swirling around the black hole,

van al dit hete gas dat rond het zwarte gat wervelt,

then you wind up seeing all of these light rays

dan ga je al deze lichtstralen

come together on this screen,

zien samenkomen op dit scherm,

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

dat staat voor de plaats waar jij en ik zijn.

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

Je ziet dat de aftekening van de ring zich begint te vormen.

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

Dat is wat Einstein meer dan 100 jaar geleden voorspelde.

CA: Yeah, that is amazing.

CA: Ja, dat is geweldig.

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

Vertel ons wat meer over wat we hier eigenlijk zien.

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

Allereerst, waarom is dit deel helderder dan de rest?

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

SD: Dat komt omdat het zwarte gat ronddraait.

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

Een deel van het gas komt naar ons toe, daar beneden,

and receding from us on the top.

en bovenaan gaat het van ons weg.

And just as the train whistle has a higher pitch

Net zoals een trein met een hogere toon fluit

als hij naar je toe komt,

when it's coming towards you,

komt er meer energie uit het gas dat naar ons toe komt,

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

dan uit het van ons weg bewegende.

You see the bottom part brighter

Het onderste deel is helderder

because the light is actually being boosted in our direction.

omdat het licht in onze richting wordt versterkt.

CA: And how physically big is that?

CA: Hoe groot is dat nu?

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

SD: Ons gehele zonnestelsel zou passen binnen dat donkere gebied.

And if I may,

Als ik even mag --

that dark region is the signature of the event horizon.

dat donkere gebied is de afbakening van de waarnemingshorizon.

We zien daar geen licht,

The reason we don't see light from there,

omdat het licht dat van die plaats naar ons toe zou komen,

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

was swallowed by the event horizon.

opgeslokt werd door de waarnemingshorizon.

So that -- that's it.

Dat is het.

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

CA: Als we het hebben over een zwart gat,

you think of these huge rays jetting out of it,

denk je aan die enorme ‘jets’ die eruit spuiten,

which are pointed directly in our direction.

recht naar ons toe.

Why don't we see them?

Waarom zien we die niet?

SD: This is a very powerful black hole.

SD: Dit is een zeer krachtig zwart gat.

Not by universal standards, it's still powerful,

Niet naar universele normen, maar niettemin krachtig,

and from the north and south poles of this black hole

en van de noord- en zuidpolen van dit zwarte gat

we think that jets are coming.

denken we dat er jets komen.

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

Nu zijn we te dichtbij om de hele jetstructuur te zien,

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

maar het is de basis van die jets die de ruimtetijd verlichten.

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

En dat is wat er rond het zwarte gat wordt gebogen.

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

CA: Als je in een ruimteschip om dat ding wat zou ronddraaien,

how long would it take to actually go around it?

hoe lang zou het duren om er omheen te gaan?

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

SD: Ten eerste zou ik er alles voor willen geven daar te zijn.

(Laughter)

(Gelach)

Sign me up.

Meld me aan.

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

Er is zoiets als de -– als ik het wat raar mag zeggen --

the innermost stable circular orbit,

de binnenste stabiele cirkelvormige baan,

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

dat is de binnenste baan waarop materie rond een zwart gat kan bewegen

before it spirals in.

voordat het naar binnen spiraleert.

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

Voor dit zwarte gat gaat dat zowat tussen drie dagen en een maand zijn.

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

CA: Het is zo krachtig, maar toch ook weer vreemd traag.

I mean, you wouldn't even notice

Ik bedoel, je zou het niet eens merken

falling into that event horizon if you were there.

als je door die horizon zou gaan.

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

SD: Ken je het begrip ‘spaghettificatie’?

where you fall into a black hole

Je valt in een zwart gat

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

en het gravitatieveld op je voeten is veel sterker dan op je hoofd,

waardoor je uit elkaar wordt gerekt.

so you're ripped apart.

This black hole is so big

Dit zwarte gat is zo groot

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

dat je geen spaghettisliert zou worden.

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

Je zou gewoon dwars door die horizon heen drijven.

CA: Dus een beetje als een gigantische tornado.

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

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

Toen Dorothy werd meegesleurd door een tornado, belandde ze in Oz.

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

Wat gebeurt er nu met je als je in een zwart gat valt?

(Laughter)

(Gelach)

SD: Vancouver.

SD: Vancouver.

(Laughter)

(Gelach)

CA: Oh, my God.

CA: Oh, mijn God.

(Applause)

(Applaus)

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

Het is de rode cirkel, die is angstaanjagend.

No, really.

Nee echt.

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

SD: Zwarte gaten zijn echt het centrale mysterie van onze tijd,

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

want dat is waar de kwantumwereld en de zwaartekrachtwereld samenkomen.

Wat erin zit, is een singulariteit.

What's inside is a singularity.

And that's where all the forces become unified,

Daar worden alle krachten geünificeerd,

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

omdat de zwaartekracht eindelijk sterk genoeg is

om te concurreren met alle andere krachten.

But it's hidden from us,

Maar voor ons is het verborgen;

the universe has cloaked it in the ultimate invisibility cloak.

het universum verbergt het in de ultieme onzichtbaarheidsmantel.

So we don't know what happens in there.

Dus weten we niet wat er daar gebeurt.

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

CA: Er zit een kleiner in ons eigen melkwegstelsel.

Can we go back to our own beautiful galaxy?

Kunnen we terug naar ons eigen mooie melkwegstelsel?

This is the Milky Way, this is home.

Dit is de Melkweg, dit is thuis.

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

Ergens in het midden zit er nog een,

which you're trying to find as well.

dat je ook probeert te vinden.

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

SD: We weten al dat het er is en we hebben er al gegevens over.

And we're working on those data right now.

Op dit moment werken we aan die gegevens.

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

We hopen op iets in de nabije toekomst, ik kan niet zeggen wanneer.

CA: Het is veel dichterbij, maar ook een stuk kleiner,

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

maybe the similar kind of size to what we saw?

misschien ongeveer even groot als wat we zagen?

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

SD: Juist. Het blijkt dat het zwarte gat in M87,

that we saw before,

dat we eerder zagen,

is six and a half billion solar masses.

zes en een half miljard zonsmassa's is.

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

Maar het is zo ver weg dat het een bepaalde grootte lijkt te hebben.

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

Het zwarte gat in ons stelsel is duizend keer minder massief,

but also a thousand times closer.

maar ook duizend keer dichterbij.

So it looks the same angular size on the sky.

Dus heeft het aan de hemel dezelfde hoekgrootte.

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

CA: Tot slot nog een knipoog naar een opmerkelijke groep mensen.

Who are these guys?

Wie zijn dat?

SD: So these are only some of the team.

SD: Dit is slechts een deel van het team.

We marveled at the resonance that this image has had.

We verbaasden ons over de weerklank van dit beeld.

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

Als je me had verteld

dat het voorpaginanieuws zou zijn in al deze kranten,

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

had ik je misschien niet geloofd, maar het was zo.

Because this is a great mystery,

Omdat dit een groot mysterie is,

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

is het inspirerend voor ons en ik hoop dat het voor iedereen inspirerend is.

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

Maar het belangrijkste is dat dit slechts een klein deel is van het team.

We're 200 people strong with 60 institutes

We zijn met 200 mensen in 60 instituten

and 20 countries and regions.

en 20 landen en regio's.

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

Voor een wereldwijde telescoop heb je een wereldwijd team nodig.

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

De techniek om telescopen over de hele wereld te koppelen,

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

omzeilt moeiteloos kwesties die ons verdelen.

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

Als wetenschappers komen we vanzelfsprekend samen om zoiets te doen.

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

CA: Wauw, dat inspireert deze week ons hele team.

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

Shep, dank je wel voor wat je deed en om hier te zijn.

SD: Thank you.

SD: Dank je wel.

(Applause)

(Applaus)