Ilk bor qora tuynukning sharpasi suratga olindi. Fanning navbatdagi yutug‘iga o‘zbek olimlari ham hissa qo‘shdi

10-aprel kuni jahonning turli joylarida bir vaqtning o‘zida bo‘lib o‘tgan oltita matbuot konferensiyasida ilm-fanning olamshumul yutug‘i e’lon qilindi: Event Horizon Telescope ilmiy kollaboratsiyasi tarixda ilk bor o‘ta massiv qora tuynuk sharpasining suratini olishga muyassar bo‘ldi. Xo‘sh, u o‘zi nima, uning ahamiyati nimada, o‘zbekistonliklarga buning nima qizig‘i bor? Bu haqda “Daryo” kolumnisti, fizik olim Po‘lat Tajimuratov hikoya qiladi.



Foto: EHT

Zamonaviy fizikaning ikki katta “farzandi” bor; shulardan biri — koinot katta miqyosda qanday ishlashini tushuntirib beradigan umumiy nisbiylik nazariyasi. 1915-yilda Albert Eynshteyn tomonidan e’lon qilingan bu g‘oyaga ko‘ra gravitatsiya, ya’ni butun olam tortishish kuchi aslida massa ta’sirida fazo va vaqtning egrilanishidir. Massaga ega bo‘lgan har qanday jism o‘zi atrofida fazo va vaqtni egrilaydi, massa qancha katta bo‘lsa, egrilik ham shuncha kuchli bo‘ladi.

Eynshteyn maydon tenglamalarining birinchi aniq yechimini nemis fizigi Karl Shvarsshild topgan. U shar shaklida taqsimlangan moddaning atrofida fazo-vaqt egriligini o‘rganayotib g‘aroyib bir natija olgan: berilgan massali modda ma’lum bir o‘lchamgacha siqilsa, uning tortishish kuchini yengib bo‘lmay qoladi, moddaning hammasi markazdagi bir nuqtada to‘planadi, uning atrofida esa faraziy matematik sirt — hodisalar gorizonti hosil bo‘ladi. Bu sirtdan “ichkariga” o‘tgan hech nima qaytib chiqa olmaydi, hatto yorug‘lik ham. Aynan shu sababli bunday jismlar keyinchalik “qora tuynuk”/“qora o‘ra” deb nom olgan.

Shu paytgacha qora tuynuklar (yoki ularga juda o‘xshash jismlar) mavjudligiga ko‘plab bilvosita dalillar topilgan, lekin ular bevosita kuzatilmagan edi. Shu yerda diqqatliroq o‘quvchilar “qora tuynukdan yorug‘lik ham chiqmasa, uni qanday kuzatish mumkin o‘zi” deb juda o‘rinli savol berishi mumkin. Gap shundaki, odatda qora tuynuklar atrofida u yon-atrofdan “sug‘urib” olgan moddaning qoldiqlari — chang va gaz to‘dalari bo‘ladi. Modda qora tuynukka qulab tushayotganida unga yaqinlashgan sayin uning atrofida tobora tezroq aylanib, katta haroratlargacha qiziydi va o‘zidan nurlanish chiqara boshlaydi. Bundan tashqari, koinotdagi milliardlab manbalardan chiqayotgan nurlanish ham qora tuynukning yonidan o‘tadi. Hodisalar ufqi yaqinida gravitatsiya juda kuchli bo‘lgani sabab nurlarning yo‘li egrilanadi, ya’ni qora tuynuk o‘ziga xos linza vazifasini o‘tab, nurlanishni fokuslaydi. Natijada biz u tomon qaraganda yorug‘ halqa ichidagi qora dog‘ — o‘ziga xos sharpani ko‘ramiz. Sharpaning shakli qora tuynukning parametrlariga bog‘liq ravishda turlicha bo‘lishi mumkin, va uning geometrik parametrlari asosida qora o‘raning fizik parametrlarini aniqlab bo‘ladi. Demak, qora tuynuklarni topishning bir yo‘li — umumiy nisbiylik nazariyasi doirasida hisob-kitoblar orqali sharpaning shakli qanday bo‘lishi mumkinligini aniqlash va osmonda shunga o‘xshash obyektlarni qidirish.


Biroq yulduz massasidagi qora tuynuklar odatda juda kichik (masalan, bizning Quyoshimiznikidek massaga ega bo‘lgan qora tuynuk radiusi atigi 3 kilometrga teng bo‘ladi), shu sababli kuzatish uchun galaktikalar markazlarida joylashgan o‘ta massiv qora tuynuklar afzalroq. Va hatto shu holda ham bir teleskopda qora tuynuk sharpasini ko‘rishning iloji yo‘q — buning uchun teleskop o‘lchami Yer kurrasiga barobar bo‘lishi kerak, chunki ko‘rinma o‘lchamlari eng katta bo‘lgan ikkita qora o‘raning sharpasi Oyning ko‘rinma kattaligidan million barobar kichik bo‘ladi.

Event Horizon Telescope loyihasi bu masalani standart usulda hal qildi — Yer bilan barobar bitta katta teleskopni ishlatish o‘rniga Yerning turli joylarida joylashgan sakkizta radioteleskopdan foydalanish rejalashtirildi. 2017-yil aprel oyining boshida teleskoplarning har biri joylashgan hududda ob-havo kuzatish uchun qulay bo‘ldi va to‘rt kun davomida bu teleskoplar M87 galaktikasi markazini kuzatdi. Bunda olingan axborot hajmi shunchalik katta ediki, ularni tarmoq orqali jo‘natishning iloji yo‘q edi (buning ustiga, ba’zi teleskoplar joylashgan hududlarda tarmoq yo‘q, masalan Antarktidada), shu sababli olingan ma’lumotlar qattiq disklarga yozilib, katta konteynerlarda kema va uchoqlar orqali AQSh va Yevropada joylashgan ikki markazga eltildi. Bu markazlarda ma’lumotlar to‘g‘riligi va butunligi qattiq tekshirilgach, ular tasvirni tiklash uchun olimlarga berildi. Tasvir ustida bir necha guruh bir-biridan mustaqil ravishda ishladi (inson omili ta’sirini kamaytirish uchun). Shu bilan bir vaqtda nazariyotchilar tabiatda mavjud bo‘lishi mumkin bo‘lgan minglab holatlar uchun qora tuynuk sharpasi qanday bo‘lishi mumkinligini superkompyuterlarda modellashtirib, nazariy tasvirlarni hosil qildi. Kuzatuv ma’lumotlaridan olingan surat nazariy tasvirlar bilan solishtirilib, ular bir-biriga yaqin ekanligi tasdiqlangandan so‘nggina tasvir ommaga taqdim etildi.



Foto: EHT

Suratda M87 galaktikasi markazidagi o‘ta massiv qora o‘ra sharpasi tasvirlangan. Bu galaktika bizdan shu qadar uzoqki, hatto yorug‘lik undan bizgacha 50 million yil davomida yetib keladi. Biroq u juda katta, biz bilgan galaktikalar orasida eng kattasi. Uning markazidagi qora o‘ra hodisalar ufqining o‘lchami yuz milliard kilometrga teng, uning massasi esa Quyoshnikidan 6,5 milliard barobar katta. Yorug‘ halqaning bir qismi qalinroq va yorqinroq ekanligi qora o‘ra aylanayotganidan dalolat beradi, biroq aylanish tezligini aniq hisoblash uchun tasvir sifati hozircha yetarli emas.

Bu kichkinagina surat — umumiy nisbiylik nazariyasining yana bir tasdig‘i va odamzotning olam to‘g‘risidagi tasavvurlari to‘g‘ri ekanining eng kuchli dalolatlaridan biri. Biroq kashfiyotning ilm-fandan tashqarida ham katta ahamiyati bor. Tadqiqot, innovatsiya va fan bo‘yicha Yevropa komissari Karlush Moedashdan iqtibos: “Bugun fan siyosatga dars beryapti. Yuz yil avval yashagan bir odam kallasidagi g‘oya bashorat qilgan tasvirni olish uchun olamning turli mamlakatlaridagi minglab odamlar birga, uyg‘un ishlashi kerak, va fan siyosatga buning iloji borligini ko‘rsatyapti”.

Eng quvonarlisi — bu kashfiyotda O‘zbekistonning ham o‘z hissasi bor. O‘zRFA Astronomiya institutining professor Bobomurat Ahmedov boshchiligidagi nazariy astrofizika bo‘limi hodimlari EHT loyihasining nazariy qismida ishtirok etib, qora tuynuklar sharpalariga tegishli hisob-kitoblarni bajargan, bo‘lim xodimlaridan biri Ahmadjon Abdujabborov esa sharpalarni tavsiflash uchun yangi matematik formalizm yaratgan.

loading...

Copyright © 2019. Barcha huquqlar himoyalangan.