Προσεχώς η πρώτη «φωτογραφία» μαύρης τρύπας του Γαλαξία της Γης

«Έχουμε αυτά τα αποτελέσματα. Θα ήθελα πολύ να σας τα δείξω. Δυστυχώς δεν μπορώ, αλλά καταλαβαίνετε τι θα είναι αφού… χαίρομαι και γελάω. Κάποια στιγμή θα τα δείτε, αργότερα αυτή τη χρονιά». Ο Έλληνας αστροφυσικός, καθηγητής του Πανεπιστημίου της Αριζόνα, Δημήτρης Ψάλτης, αφού εμπνεύστηκε και συμμετείχε σε αυτό που η διεθνής επιστημονική κοινότητα ανακήρυξε ως τη «μεγαλύτερη επιστημονική ανακάλυψη του έτους (2019)», με δυσκολία συγκρατείται να μη δώσει λεπτομέρειες για μια ακόμη ιστορική επιτυχία, οι ανακοινώσεις για την οποία πρόκειται να γίνουν τους επόμενους μήνες από την ομάδα του.

Η πρώτη εικόνα μιας μαύρης τρύπας του Τοξότη Α, στο κέντρο του Γαλαξία της Γης σύντομα αναμένεται να μονοπωλήσει τα πρωτοσέλιδα όλων των εφημερίδων παγκοσμίως, όπως ακριβώς συνέβη το 2019 με την πρώτη φωτογραφία μιας μαύρης τρύπας στον γαλαξία Μ87, με μάζα 6,5 δισεκατομμύρια φορές μεγαλύτερη από αυτή του Ήλιου, σε απόσταση 55 εκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Τη φωτογραφία αυτή, που επιβεβαίωσε την από το 1915 διατυπωμένη θεωρία του Άλμπερτ Αϊνστάιν περί ύπαρξης μελανών οπών, υπολογίστηκε πως μέσα σε μία εβδομάδα την είδαν 3,6 δισεκατομμύρια άνθρωποι!

Ο βραβευμένος με το Breakthrough Prize 2020 συντονιστής της διεθνούς συνεργασίας Event Horizon Telescope, που είχε την «τρελή ιδέα» της αποτύπωσης της πρώτης φωτογραφίας μιας μαύρης τρύπας, χρησιμοποιώντας ένα παγκόσμιο δίκτυο ραδιοτηλεσκοπίων, επέστρεψε για λίγες ώρες στην ακαδημαϊκή του μήτρα, το Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Επέστρεψε για να μοιραστεί συναισθήματα και εμπειρίες από το ταξίδι 20 χρόνων μέχρι την τεράστια ανακάλυψη, επέστρεψε για να δώσει μια πρόγευση των σημαντικών ανακοινώσεων που θα ακολουθήσουν, αλλά κυρίως επέστρεψε για να εμπνεύσει τους φοιτητές στο ακροατήριο που τον παρακολούθησε, μιλώντας για τις 16 αποτυχίες του, χάρη στις οποίες πέτυχε ό,τι για πάρα πολλά χρόνια η επιστημονική κοινότητα θεωρούσε αδύνατο.

Τα χαρακτηριστικά της μαύρης τρύπας του Γαλαξία μας

«Θα δούμε πραγματικές παρατηρήσεις αστεριών που κινούνται γύρω από κάτι μαύρο που δεν φαίνεται στο κέντρο του Γαλαξία. Από τις κινήσεις αυτών των αστεριών γνωρίζουμε ότι υπάρχει -το πιο πιθανό- μια μαύρη τρύπα στο κέντρο του Γαλαξία μας, με μάζα 4,5 εκατ. φορές μεγαλύτερη εκείνης του Ήλιου -πολύ μικρότερη μάζα από του M87, αλλά επειδή είναι πολύ κοντύτερα μας, η σκιά που θα αφήσει στον ουρανό θα είναι σχεδόν ίδια με αυτή του γαλαξία M87. Έχουμε αυτά τα αποτελέσματα», γνωστοποίησε ο κ. Ψάλτης για τη σύνθεση της φωτογραφίας της μαύρης τρύπας που υπάρχει στο κέντρο του δικού μας γαλαξιακού κέντρου, μέσα από τα δεδομένα που έχουν συλλεχθεί από τα ραδιοτηλεσκόπια και αναλύονται.

«Φτιάχνουμε κι άλλα τηλεσκόπια στη Γροιλανδία, στις βελγικές Άλπεις, ώστε να έχουμε καλύτερη διακριτική ικανότητα, να πάρουμε πολύ πιο όμορφες φωτογραφίες, απεικονίσεις και μιας και αυτό δούλεψε θέλουμε να πάμε στο διάστημα και να βάλουμε ραδιοτηλεσκόπια σε μεγάλες αποστάσεις από τη Γη, ώστε να κάνουμε ακόμη μεγαλύτερη τη διακριτική ικανότητα και να μπορούμε να πάρουμε τέτοιες απεικονίσεις και για άλλες δέκα, είκοσι, τριάντα μαύρες τρύπες που θα βρίσκουμε», εξήγησε ο Έλληνας διαπρεπής καθηγητής.

«Ένα γαλαξιακό ταξίδι από τις Σέρρες… στον M87»

«Είναι μεγάλη χαρά να επιστρέφω σε αυτή την αίθουσα που ορκίστηκα, για να σας δώσω μία ανάμνηση των τελευταίων είκοσι ετών, μιας ιδέας που ξεκίνησε το 2000 και μόλις πέρυσι τον Απρίλιο έδωσε καρπούς κι έγινε πραγματικότητα», ξεκίνησε ο καθηγητής την ομιλία του, την περασμένη Τρίτη, στη γεμάτη κόσμο αίθουσα Τελετών του ΑΠΘ. Προσπάθησε μέσα από εικόνες να εκλαϊκεύσει επιστημονικούς όρους και να δώσει μορφή σε δύσκολες εξισώσεις, ώστε ακόμη και κάποιος που δεν είχε παρακολουθήσει ποτέ διάλεξη για αστροφυσικά φαινόμενα, να μπορέσει να αντιληφθεί το μέγεθος του επιστημονικού επιτεύγματος της ομάδας Event Horizon Telescope.

Έτσι ξεκίνησε δείχνοντας μία φωτογραφία του, από τα μαθητικά του χρόνια, στις Σέρρες, να μελετά σε έναν υπολογιστή. «Από πολύ μικρός ενδιαφερόμουν για τους ηλεκτρονικούς υπολογιστές, με ενδιέφερε η τεχνολογία και πριν έλθω στο ΑΠΘ», εξήγησε, για να μοιραστεί στη συνέχεια πώς η συνάντησή του με τον ομότιμο σήμερα καθηγητή Αστροφυσικής του ΑΠΘ, Ιωάννη Σειραδάκη ήταν «μοιραία» για τη στροφή που θα έπαιρναν τα ερευνητικά του ενδιαφέροντα.

«Ξεκίνησα για την επιστήμη των υπολογιστών, γνώρισα τον κ. Σειραδάκη έφυγε η επιστήμη των υπολογιστών και ήλθε η αστρονομία. Έτσι το μόνο που μπορούσα να κάνω ήταν να χρησιμοποιήσω τους υπολογιστές για κάτι στην αστρονομία», θυμήθηκε.

«Εν αρχή ην…ο Αϊνστάιν»

Ο Δημήτριος Ψάλτης έλαβε πτυχίο Φυσικής από το ΑΠΘ το 1992, μεταπτυχιακό δίπλωμα το 1994 από το Πανεπιστήμιο του Ιλινόι και διδακτορικό δίπλωμα το 1997 από το ίδιο Πανεπιστήμιο. Εργάστηκε ως ερευνητής στο Πανεπιστήμιο του Χάρβαρντ, στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο Μασαχουσέτης (MIT) και στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον.

Στα πανεπιστήμια αυτά ο καθηγητής του Πανεπιστημίου της Αριζόνα ασχολήθηκε με τις εξισώσεις του Αϊνστάιν και ιδιαίτερα με τη θεωρία του για τις μαύρες τρύπες, για τις οποίες η επιστημονική κοινότητα μιλούσε χωρίς να μπορεί να δει πώς μοιάζει μία από αυτές.

Η ιδέα που χάρισε το 2019 στην ανθρωπότητα την πρώτη απεικόνιση μαύρης τρύπας ήταν σχετικά απλοϊκή όσο και τρελή. Τι θα γινόταν αν ισχυρά ραδιοτηλεσκόπια στρέφονταν σε μια συγκεκριμένη πλευρά του σύμπαντος, για να δημιουργήσουν μαζί έναν τεράστιο φωτογραφικό φακό; Θα μπορούσαν αυτά τα δεδομένα να συλλεχθούν και να επεξεργαστούν από έναν υπερυπολογιστή και να συνθέσουν μία εικόνα;

«Από το κοινό όραμα στην κοινή ζωή»

Όλα, όμως, ξεκίνησαν από θεωρίες πάνω σε άλλες θεωρίες. «Υπήρχε μια άλλη αστροφυσικός, η Φεριάλ Οζέλ και αρχίσαμε και αναρωτιόμασταν: αν ποτέ θα μπορούσαμε να βρούμε ένα τηλεσκόπιο να το γυρίσουμε σε μια μαύρη τρύπα τι θα βλέπαμε και πολύ περισσότερο τι εξοπλισμό θα χρειαζόμασταν, για να κάνουμε κάτι τέτοιο; Δουλέψαμε πολύ σκληρά, αν και όλοι μας θεωρούσαν τρελούς, μας έλεγαν ότι αυτό που σκεφτόμασταν δε θα μπορούσε ποτέ να συμβεί. Μετά από δύο χρόνια παντρευτήκαμε κι έχουμε δυο όμορφα κορίτσια αυτή τη στιγμή. Ξεκινήσαμε εντελώς θεωρητικά χωρίς να ξέρουμε από την αρχή τι θα κάνουμε και πώς θα το κάνουμε. Έπρεπε να διασχίσουμε την «ομίχλη» που υπάρχει μπροστά στη μαύρη τρύπα. Δημιουργήσαμε γραφικές κάρτες υπολογιστών που τις βάλαμε να επιλύουν τις εξισώσεις του Αινστάιν σε πραγματικό χρόνο, κάτι που εκείνη την περίοδο δεν έκανε κανένας», ανέφερε ο κ. Ψάλτης.

Κάπως έτσι κι ενώ η ιδέα του είχε αρχίσει να μετουσιώνεται σε ερευνητικό αποτέλεσμα, το 2013 για τον σκοπό του προγράμματος το Πανεπιστήμιο της Αριζόντα διέθεσε τον έβδομο πιο γρήγορο υπολογιστή στον κόσμο. Η συνέχεια της ιστορίας έχει γραφτεί πολλές φορές. Ραδιοτηλεσκόπια σε οκτώ διαφορετικές περιοχές της Γης -στον γεωγραφικό Νότιο Πόλο, την Ισπανία, τη Χαβάη, την Αριζόνα, το Μεξικό, το Κέιμπριτζ, τη Χιλή, που συνδέθηκαν μεταξύ τους συμβολομετρικά δημιούργησαν ένα τηλεσκόπιο στο μέγεθος της Γης. Σε ένα πείραμα που έμοιαζε απίθανο και πρώτοι πίστεψαν ο καθηγητής με τη σύζυγο του, εργάστηκαν τελικά εκατοντάδες ερευνητές από δεκάδες πανεπιστήμια και ερευνητικά κέντρα δεκάδων χωρών.

Τρελές περιπέτειες και τέσσερις Ιανουάριοι στον Νότιο Πόλο

Ο καθηγητής μοιράστηκε με το κοινό τις ιστορίες που άφησαν έντονο αποτύπωμα στην εικοσαετή προσπάθεια. Από την περιπέτεια του τηλεσκοπίου στον Γεωγραφικό Νότιο Πόλο, μέχρι το ταξίδι κιβωτίων με σκληρούς δίσκους που κατέληξαν σε εργοστάσια με υφάσματα.

«Για πέντε χρόνια τοποθετούσαμε σε διάφορες περιοχές του κόσμου τηλεσκόπια και συγκεκριμένα όργανα για γρήγορη εγγραφή δεδομένων. Μερικά από αυτά ήταν πολύ εύκολα. Το πιο δύσκολο στον Γεωγραφικό Νότιο Πόλο. Μπορείς να πας εκεί μόνο έξι μήνες τον χρόνο και αυτοί δεν ήταν οι κατάλληλοι για εμάς, γιατί ο Γαλαξίας που θέλουμε βγαίνει νύχτα στον νότιο πόλο. Τέσσερις Ιανουάριοι στον νότιο πόλο χρειάστηκαν για να μπορέσει το τηλεσκόπιο να γίνει μέρος του συστήματος. Και όταν το ανοίξαμε διαπιστώσαμε ότι το ένα τρίτο των σκληρών δίσκων ήταν κατεστραμμένο» θυμήθηκε.

Όταν πια είχαν γίνει οι ταυτόχρονες παρατηρήσεις από όλα τα τηλεσκόπια -από τις 5 έως τις 11 Απριλίου 2017- είχε έλθει η ώρα της συλλογής όλων των δεδομένων, για να γίνει η σύνθεση της εικόνας. Η διαδικασία της συγκέντρωσης του υλικού δεν ήταν απλή υπόθεση. «Έπρεπε να περιμένουμε να ξημερώσει στον Νότιο Πόλο γιατί όταν είναι νύχτα δεν πετάει κανένα πτητικό μέσο. Μέσω ίντερνετ τα δεδομένα στους σκληρούς δίσκους δε θα έφταναν ποτέ, με αεροπλάνο θα έφταναν πολύ πιο γρήγορα. Βρεθήκαμε στη Βόννη και ανοίξαμε τα κουτιά. Σε ένα από αυτά αντί για σκληρούς δίσκους βρήκαμε υφάσματα. Και προφανώς κάποιο εργαστήριο, κάποιο εργοστάσιο κάπου στη Γερμανία άνοιξε ένα κιβώτιο και αντί να βρει υφάσματα βρήκε σκληρούς δίσκους. Οπότε για μερικές μέρες κοροϊδεύαμε ο ένας τον άλλον και λέγαμε… αντί για φωτογραφία μαύρης τρύπας, να πάρουμε ένα- δυο κοστουμάκια ο καθένας και να πάμε σπίτι μας μετά από είκοσι χρόνια, αλλά ευτυχώς αυτοί που τα βρήκαν τα επιστρέψανε», μοιράστηκε με το κοινό.

Οι 16 αποτυχίες -μάθημα ζωής

Κλείνοντας την ομιλία του, δείχνοντας φωτογραφίες από φοιτητικές εκδρομές του τμήματος Αστροφυσικής του ΑΠΘ, ο Δημήτρης Ψάλτης επέλεξε να εμπνεύσει τους νεότερους όχι με την επιτυχία του, αλλά… με τις αποτυχίες του.

«Υπάρχει κάτι που παλιά δεν το δείχναμε, αλλά αποφάσισα να το δείξω. Στην προσωπική ιστοσελίδα μου υπάρχει μια λίστα με όλες τις αιτήσεις για χρηματοδοτήσεις. Δεκαέξι φορές συνεχόμενα όταν ζητήσαμε χρήματα από την εθνική αρχή χρηματοδότησης της έρευνας για να κάνουμε αυτό το πείραμα, η πρόταση μας απορρίφθηκε. Δεκαέξι φορές μας έστειλαν πολύ καλές κρίσεις και ότι ήταν πάρα πολύ ωραία η ιδέα μας, αλλά κατέληγαν: σε καμία περίπτωση δεν θα το κάνετε να δουλέψει».

«Στις ΗΠΑ λένε ότι ο ορισμός της παράνοιας είναι να κάνει κανείς το ίδιο πράγμα κάθε φορά και να περιμένει αποτέλεσμα διαφορετικό. Ήμασταν τρελοί για δέσιμο προφανώς, γιατί συνεχίσαμε να κάνουμε αυτό που κάναμε. Πεισμώσαμε, δουλέψαμε πολύ σκληρότερα. Όλοι μας λέγαν δε θα πετύχετε -εμείς λέγαμε θα το κάνουμε να πετύχει», είπε ο κ. Ψάλτης.

Και προέτρεψε όλους τους νέους, όλους τους φοιτητές: «Μην απογοητευτείτε. Δεκαέξι φορές αρνητικές αιτήσεις. Βάλτε το κεφάλι κάτω, σκεφτείτε ότι αυτό που θα κάνετε θα δουλέψει και δείξτε σε όλους ότι αυτό που θα κάνετε θα δουλέψει. Θέλει θράσος για να κάνουμε μεγάλα βήματα στην επιστήμη. Η επιστήμη είναι η αλήθεια. Αυτό που κάναμε δεν ήταν τίποτε άλλο παρά μια περιέργεια. Μάθαμε ότι πρέπει να εμπιστευόμαστε την επιστήμη».

Παρατηρώντας τη φωτογραφία με τους συμφοιτητές τους από την εκδρομή του 1990 ο καθηγητής κατέληξε: «Είχαμε πάει όλη ομάδα της αστρονομίας στο Περτούλι Τρικάλων. Είχε πάρα πολύ κακό καιρό, έβρεχε συνέχεια. Αλλά δε μας πείραζε γιατί ο λόγος που πήγαμε εκεί δεν ήταν για να μάθουμε αστρονομία, ήταν για να μάθουμε να αγαπάμε την επιστήμη, για να μπορέσουμε να αλλάξουμε τον τρόπο που βλέπουμε αυτό που κάνουμε. Όχι σαν μάθημα, όχι σαν δουλειά αλλά κάτι το οποίο είναι όλη μας η ζωή. Και αν δείτε κάθε χρόνο αυτές τις φωτογραφίες, θα μπορέσετε να μετρήσετε μέσα στα πρόσωπα βασικά όλους τους Έλληνες αστροφυσικούς σε όλον κόσμο».

Πηγή ΑΠΕ-ΜΠΕ