Linas Bliškevičius. Žiūrint į nematoma

Apie trauką, šviesą, fotografiją ir žmogaus protą iki 2019 m. balandžio 10 d., kai buvo padaryta pirmoji juodosios skylės nuotrauka.

 

Pirmoji juodosios skylės nuotrauka (ESO nuotrauka)
Pirmoji juodosios skylės nuotrauka (ESO nuotrauka).

 

Nuo pat fotografijos išradimo buvo svarstoma apie jos pranašumą prieš žmogiškąją akį, nes pasitelkus optiką galima užfiksuoti tai, ko iki tol jokia akis negalėjo. XIX a. pabaigoje gausiai naudotos įvairios priemonės lyg akies tęsiniai – mikroskopai, rentgeno spinduliai, tačiau reikšmingiausias optinis prietaisas, radikaliai pakeitęs pasaulėvaizdį – teleskopas. Jo išradėjas Galileo Galilei mirė tą dieną, kai gimė Isaacas Newtonas, padėjęs pagrindus klasikinei mechanikai ir aprašęs tai, kaip gali veikti G. Galilei’aus heliocentrinė sistema. Pasitelkęs I. Newtono teoriją ir tuo metu jau įsitvirtinusias dangaus kūnų, fizikos, optikos ir mechanikos žinias žvilgsnį į dangaus paslaptis nukreipė ir dvasininkas, geologas, astronomas, matematikas ir teoretikas Johnas Michellas. XVIII a. pabaigoje jis apskaičiavo, jog gali egzistuoti dangaus kūnai, kurių masė tokia didelė, kad šviesa negalėtų ištrūkti iš jų traukos lauko, ir šią teoriją aprašė straipsnyje, kurį Karališkajai draugijai perskaitė jo draugas Henry Cavendishas. Kiek vėliau, nepriklausomai nuo J. Michello, astronomas ir polimatas Pierre’as-Simonas Laplace’as parašė vieną įtakingiausių to meto mokslo knygų – dvitomę studiją „Pasaulio sistema“ (1796). Joje pateikta idėja, kad didžiausi visatos kūnai dėl dydžio gali būti nematomi. Mintis apie viską į save įtraukiantį kūną pasirodė tik pirmajame leidime, vėliau autorius ją pašalino, o idėja taip ir liko nepadariusi įtakos mokslui. Tačiau po kelių šimtmečių užfiksuotas pirmas iki tol hipotetinis dangaus kūnas ir publikuota pirma jo fotografija. Tad ką rodo šis užrašas šviesa, jei objektas visą ją į save sutraukia? Ar objekto, neturinčio net teorinės galimybės turėti savo atvaizdą, reprezentacija viršija savo galimybes?

XIX a. mokslas pasiekė apgaulingą kulminacijos akimirką. Tuo metu nemaža dalis mokslininkų pradėjo manyti, jog mokslas jau atvėrė visatos paslaptis. Iki tol neišleistus H. Cavendisho darbus publikavęs fizikas Jamesas Clerkas Maxwellas, 1871 m. sakydamas inauguracinę kalbą H. Cavendisho laboratorijoje, teigė, kad greit visos didžiosios fizikos konstantos bus apytiksliai nustatytos ir vienintelė mokslininkų veikla bus tikslinti matavimus vis toliau po kablelio. Vyravo įsitikinimas, kad mokslininkai tegali užpildyti trūkumus, sukurti bendrą teoriją ir paaiškinti visus gamtos dėsnius. J. C. Maxwellas sukonstruoja bend­rą elektros ir magnetizmo teoriją ir pasiūlo matematines formules, kuriomis galima paaiškinti stebimus fenomenus, pavyzdžiui, Michaelo Faraday’aus atrastą elektros ir magnetizmo ryšį. J. C. Maxwello darbai, susieję elektros fenomenus su šviesa, leisto atrasti radijo bangas, kurias taikant galima sukurti fotografiją, jeigu fotografija laikysime bet kokių elektromagnetinių bangų paliekamą pėdsaką.

Kiek vėliau Albertas Einsteinas savo bute, Berlyne, pasikabino tris nuotraukas – I. Newtono, M. Faraday’aus ir J. C. Maxwello. Jis teigė: „...niekam nesu taip skolingas kaip Maxwellui.“ A. Einsteinas sukūrė reliatyvumo teoriją: kiekvienas stebėtojas turi savo laiko matą ir egzistuoja masės ir energijos sąryšis, erdvės ir laiko visuma. Erdvėlaikio teorija leido suvokti erdvę ir laiką kaip aktyvius Visatos dinamikos dalyvius, tačiau iškilo problema, nes, remiantis šia prielaida, visi kūnai turi sukristi vienas į kitą. Todėl A. Einsteinui prireikė kosmologinės konstantos, kuri koregavo jo bendrąją reliatyvumo teoriją ir įtvirtino statiškos Visatos vaizdinį. Pasinaudojęs G. Galilei’aus išrastu, bet jau moderniu ir tuo metu didžiausiu teleskopu, astronomas Edwinas Hubble’as privertė A. Einsteiną atsisakyti kosmologinės konstantos, nes pastebėjo, jog galaktikos dideliu greičiu tolsta nuo mūsų – Visata plečiasi. Į kosmosą paleistas „Hubble“ teleskopas XX a. 7 dešimtmetyje patvirtino tai, kas anksčiau buvo svarstoma astrofizikų: daugelio galaktikų centre egzistuoja didžiulės masės objektai. Tačiau istorija kartojasi ir 1915 m. vokiečių fizikas Karlas Schwarzschildas skaičiavimais parodė, jog tokie objektai negali būti stebimi tiesiogiai. 1939 m. rugsėjo 1 d. išspausdintas Roberto Oppenheimerio ir Hartlando Snyderio straipsnis, davęs pradžią šiuolaikinei teorijai apie viską į save įtraukiančius objektus. Bet straipsnis liko nepastebėtas, nes tą pačią dieną Adolfas Hitleris įsiveržė į Lenkiją. Jo taip pat nepastebėjo A. Einsteinas, ir 1939 m. pats publikavo straipsnį, kuriame klaidingai bandė paneigti į save kolapsuojančių objektų galimybę – šis straipsnis iki šiol vadinamas didžiausia jo klaida. Tais pačiais metais, išgirdęs apie sėkmingą atominės bombos kūrimo programą Vokietijoje, A. Einsteinas parašė laišką JAV prezidentui dėl poreikio kurti tokią pat programą. 1941 m. JAV pradėjo slaptą Manhatano projektą, vykdytą specialiai įkurtoje Los Alamos laboratorijoje, kurios direktoriumi tapo R. Oppenheimeris. Išvydęs pirmosios atominė bombos sprogimą, jis prisiminė žodžius iš Bhagavadgytos: „Aš tapau Mirtimi, pasaulio naikintoja“ – ir atsitraukė nuo aktyvios mokslininko veiklos. Jo darbus tęsęs fizikas Johnas Archibaldas Wheeleris, į save kolapsuojnčius objektus pavadina juodosiomis skylėmis.

Juodosios skylės yra didelės masės ir gravitacinio lauko kūnai, į save įtraukiantys viską, todėl turintys „įvykių horizontą“, t. y. vienakryptę erdvėlaikio ribą. Jos mokslininkams yra fundamentalus tyrimo objektas, siekiant suderinti bendrąją reliatyvumo teorija su kvantine fizika, ir 2019 m. balandžio 10 d. žiniasklaidoje paskelbiama pirmoji juodosios skylės nuotrauka. Vienas astrofizikas, dalyvavęs „fotografavime“ teigė, jog A. Einsteinas turėtų būti patenkintas, nes jo teorija buvo patikrinta ekstremalios gravitacijos sąlygomis. Bet jeigu fotografija yra „rašymas šviesa“, tuomet juodosios skylės fotografija yra oksimoroniška, nes čia siekta reprezentuoti šviesos neišspinduliuojantį objektą. Todėl tai nėra fotografija įprasta prasme. „Fotoapa­ratu“ tapo visa Žemė, objektyvu – sinchronizuotas globalus radijo observatorijų tinklas iš 8 antžeminių teleskopų, pavadintas „Įvykių horizonto teleskopu“. Nutaikytas į M87 galaktikos centrą ir jame esančią supermasyvią juodąją skylę, jis fotografavo su 10 dienų trukusia ekspozicija. Duomenų užfiksuota tiek daug, kad jų nebuvo įmanoma surinkti internetu, todėl jie skraidinti lėktuvais kietuosiuose diskuose. Gautas rezultatas – vaizde užfiksuota vizuali nebūtis (arba, tiksliau, jos pėdsakai) – pažiūrėta į nematomą.

Bet pats vaizdas – nevienareikšmis ir sukėlė svarstymus, o problema kilo dėl surinktų duomenų fragmentuotumo, kuomet begalė vaizdų turėjo susijungti į vieną. Vaizdus apdorojo 4 viena nuo kitos nepriklausomos komandos. Jų rezultatai turėjo būti palyginti, siekiant galutinio rezultato patikimumo. Pasitelkti įvairūs algoritmai, astronominių vaizdų apdirbimo metodai, bendradarbiavo daugybė universitetų ir mokslo institutų, dirbo pustrečio šimto mokslininkų, o surinktos informacijos apdorojimas truko apie 2 metus. Mokslininkai turėjo pasirinkti, kaip supranta vaizdą, ir jį sugeneruoti taip, kad atitiktų surinktus duomenis ir atspindėtų teoriją. Be to, ką tokiame vaizde galima įžvelgti, jei pats objektas vizualiai nereprezentuojamas. Prisiminta A. Einsteino bendroji reliatyvumo teorija, pagal kurią fotonai, skriedami pro masyvų objektą, iškreipia savo trajektorijas. Šį efektą 1919 m. patvirtino Arthuras Eddingtonas, žvelgdamas į Saulės gravitacinio lauko sukuriamą iliuziją, kai pasikeičia už jos esančių žvaigždžių pozicija. Tokį patį efektą turi sukelti visi didelės masės kūnai ir ypač juodosios skylės, nes į skylę krentančios dalelės, dujos turėtų keliauti išlenktomis trajektorijomis ir suformuoti šviesos žiedą. Toks žiedas atvaizde ir matomas – tai užfiksuotas juodosios skylės siluetas, kuriame gali būti susitelkęs begalinis kiekis žvaigždžių atspindžių.

Daugybė vienas į kitą besiremiančių protų pagimdo viską į save įtraukiančių kūnų idėją, ją po dviejų amžių bando suprasti teoretikai, o vėliau maždaug 250 mokslininkų komanda sukuria 2 dešimtmečius trunkantį projektą: sukuriamas pažangiausius algoritmus ir technologijas sujungiantis vaizdas, kuriame užfiksuotas šviesos pėdsakas aplink tamsą. Pėdsakas objekto, įtraukiančio į save visą informaciją ir dėl to panaikinančio paties determinizmo galimybę, nes pasaulėvaizdis nebėra pilnas, o, pasak Stepheno Hawkingo, jei pasaulėvaizdis niekuomet nebus pilnas, tuomet negalime būti užtikrinti ir dėl praeities. Užfiksuotas nestebimas objektas yra lyg kantiškasis noumenas, objektas, egzistuojantis savaime ir suvokiamas vien atkuriant jį sąmonėje ar per jo paliekamą pėdsaką, jis išsprūsta iš stebimosios tikrovės ribų ir yra numanomas. Todėl toks vaizdas yra papildantis fotografijos paviršiuje esantį prasmės atvirumą dar vienu nereprezentuojamybės sluoksniu. Grynojo proto konstruktas, išlaisvinęs praktinį protą, paliko pačioje gamtoje esamo estetinį trūkumo pėdsaką, kuris yra tokia fotografinės formos ir turinio, signifikato ir signifikanto jungtis, kad įgalina kolektyvinę nostalgiją, o ją kelia įvykių horizonto didingumas ir to, kas yra už šio horizonto, neapibrėžtumas.

Draugai