Samen met Vox en het Radboud Institute for Mathematics, Astrophysics and Particle Physics organiseerde Radboud Reflects een actualiteitencollege over de nieuwe ontdekking. Hoogleraar Astrodeeltjesfysica en radioastronomie Heino Falcke trapte het programma af met een korte lezing. Hierna ging moderator Pam Tönissen in gesprek met Falcke en mede-astrofysici Raquel Fraga-Encinas en Alejandra Jimenez-Rosales. Tot slot kreeg het publiek de kans om vragen te stellen.
Wat zien we?
Heino Falcke begon zijn lezing door uit te leggen waar we precies naar kijken als we de foto van het zwarte gat zien. ‘Licht buigt rond het zwarte gat en wordt er uiteindelijk ingezogen,’ legt hij uit. De oranje cirkel is dus licht en gloeiend hete materie dat rond het gat draait vóór het erin gezogen wordt. De zwarte cirkel in het midden is de schaduw van het zwarte gat. ‘Zwarte gaten zijn pure krommingen van space-time. Je kunt nooit een zwart gat zien, enkel de schaduw’, lichtte Falcke toe. ‘Zwarte gaten bestaan uit extreme contrasten van enerzijds hitte en licht, en anderzijds complete duisternis,’ vat hij zijn beschrijving samen.
Het zwarte gat waarvan in 2019 een foto door het team werd gepubliceerd, was veel groter dan het zwarte gat in onze Melkweg, vervolgde Falcke. ‘Hoe groter het sterrenstelsel, hoe groter het zwarte gat in het midden.’ ‘Ons’ zwart gat is een stuk minder krachtig dan het voorgaande. Daarom is het extra interessant dat ze zo op elkaar lijken, vertelde de hoogleraar enthousiast. ‘Die van ons is veel minder krachtig, maar de relativiteitstheorie voorspelt dat ze er ongeveer hetzelfde uit zouden moeten zien.’ Dit is dus een mooie bevestiging van de relativiteitstheorie.
Vijf jaar werk
Vervolgens legde Falcke uit hoe het team van wetenschappers tot deze afbeelding gekomen is. ‘We hebben allereerst een telescopen-netwerk gebouwd waarmee we diep in het hart van de Melkweg kunnen kijken.’ Hiervoor combineerden ze radiotelescopen verspreid over de hele wereld, van Spanje tot aan de Zuidpool. De telescopen leverden vervolgens een grote hoeveelheid aan data. ‘De afbeeldingen verschilden allemaal een beetje, maar op elke was de ring-structuur te zien.’ De huidige afbeelding is een versmelting van al deze duizenden datapunten. Van de afbeeldingen heeft het team ook nog simulaties van een zwart gat gemaakt. ‘We begonnen met miljoenen simulaties, waar uiteindelijk maar twee mogelijke modellen van over zijn gebleven’, vertelde Falcke trots. ‘Dit betekent dat we een accuratere berekening kunnen doen van hoe een zwart gat zich gedraagt, dan van het weer op aarde de volgende dag.’
De fysicus concludeerde zijn lezing door te benadrukken dat we door deze ontdekking met volledige zekerheid kunnen zeggen dat Sagittarius A* een zwart gat is. Daarnaast weten we nu dat de relativiteitstheorie zelfs werkt onder de meest extreme omstandigheden. ‘Tot slot wijst dit erop dat we nu in een periode van experimentele space-time fysica komen’, benoemde hij. ‘In enkele decennia zijn we nu op het punt gekomen dat we naar het einde van alle space-time kunnen kijken.’
Terugblikken en toekomstplannen
Na afloop van de lezing stelde Pam Tönissen enkele vragen aan Falcke, Fraga-Encinas, en Jimenez-Rosales. Hierbij werd onder andere gesproken over de mogelijkheid om hierna nog meer zwarte gaten te fotograferen. ‘Daarvoor zou je echt de ruimte in moeten gaan, dat kan niet vanaf aarde’, stelde Raquel Fraga-Encinas. Heino Falcke wijdde daarnaast verder uit over de symbolische waarde van de ontdekking. ‘Zo laat deze foto de beperkingen van de natuurkunde zien,’ vertelde hij geanimeerd. ‘We kunnen niet het zwarte gat in om verder te kijken. Je kunt naar het begin en het eind van ruimte en tijd, maar je kunt deze grenzen niet overschrijden met metingen.’
Naar aanleiding van vragen uit het publiek werd er nog gesproken over waarom het langer duurde om een afbeelding te genereren van Sagittarius A* dan van Messier 87. ‘Het zijn zeer verschillende zwarte gaten’, legde Fraga-Encinas uit. ‘Omdat het zwart gat in onze Melkweg kleiner is, draait alles er omheen veel sneller rond. Hierdoor is het veel lastiger om een long exposure foto ervan te maken.’ Het is alsof je een foto wil maken van een kleur die op en neer stuitert, voegde Falcke toe. Alejandra Jimenez-Rosales benoemde ook nog dat het zo lang heeft geduurd omdat het team zo zeker mogelijk wilde zijn van de resultaten voordat deze gepubliceerd zouden worden. Ook vertelden de fysici nog over de gigantische hoeveelheid data waarmee gewerkt werd voor het project. ‘De telescopen leverden 2.5 petabytes aan informatie op,’ vertelde Fraga-Encinas. ‘Dat is vergelijkbaar met ongeveer 100 miljoen TikTok filmpjes.’ De hoeveelheid informatie was zo groot dat het fysiek op een harddrive vervoerd moest worden. ‘Van elk van deze harddrives hebben we er echt maar één,’ voegde Jimenez-Rosales lachend toe. ‘Dus als we er een kwijt raken, hebben we een probleem.’
Tekst: Ellen Theuws. Dit is het verslag van een lezing van Radboud Reflects. Foto: EHT Collaboration