Фотография черной дыры в центре Галактики оказалась фальшивкой: японские ученые разоблачили процесс создания снимка
Фото: Shutterstock.
Два года назад астрономы опубликовали изображение черной дыры в центре нашей Галактики. Это стал событием года, а сам снимок разошелся по миллионам сайтов. И, чем дальше, тем больше оно обрастает «подробностями» — так, в Википедии красуется вариант с белыми линиями, напоминающими вихрь (конечно, линии просто подрисованы). Но выясняется, что само исходное фото, скорее всего, недостоверно. Скандал заставляет вспомнить, что вообще все фотографии глубокого космоса, которыми забиты астрономические паблики – результат тотальной обработки, а не то, что на самом деле видит камера. Искусственный космос заменили настоящий? Статья-разоблачение опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
А БЫЛО ЛИ ФОТО?
Начнем с главного – и, возможно, вы будете потрясены. «Фото черной дыры в нашей Галактике» — вообще не фото. То есть не было объекта, не было фотопарата, не было снимка. Этот факт никогда не скрывался, но кто будет вникать в детали? Вот, картинка. Что это может быть, кроме как фотография?
Изображение получено с помощью радиотелескопов. Может ли радиотелескоп fotografировать? Вообще-то нет. Но – да.
Радиотелескоп измеряет мощность потока радиолучи туда, куда он смотрит. Вообразим, что он измерил мощность в одной точке, потом перешел в соседнюю, потом еще и еще раз… Из этих точек, как из пикселей, вполне можно собрать изображение в радиолучах. Получится картинка – но не фотография.
В нашем случае все немного сложнее.
Дело в том, что радиоволны – более длинные, чем оптический свет. Это значит, чтобы картинка была четкой, нужна громадная антенна размером в километры. Свет, короткие волны, вы без труда сфокусируете крошечной линзой. Но видели ли вы, чтобы линии фокусировали радиоволны? А, собственно, почему нет, и радиосвет – это электромагнитные колебания. Причина вовсе не в том, что радиотелескоп не фокусируется стеклом. Фокусируется. Стекло должно быть громадным. Именно поэтому тарелки радиотелескопов столь велики. Даже ваши спутниковые тарелки отнюдь не маленькие — почти с метр в диаметре.
Но, когда смотришь на центр Галактики (он удален от нас на расстоянии в 27 тысяч световых лет), ты не получишь «зоркое» изображение одной тарелки. Потому что как уже говорилось, ее размеры должны быть в километры. Выход есть! Оказывается, если должным образом соединить сигнал с двух радиотелескопов, разнесенных хоть на разные континенты, получится изображение, столь же четкое, как если бы антенна была одной.
Так ведь всю Землю можно превратить в один радиотелескоп! Постойте, антенные дополнительные, а работать. Уже превратили. Проект Телескоп горизонта событий (Event Horizon Telescope, EHT) – это сеть радиотелескопов, которые охватили всю нашу планету. Именно этот проект опубликовал «фото» (которое не фото) черной дыры.
Но есть нюанс. Как именно объединить показываемые разные радиотелескопы? Видимо, каким-то компьютерным алгоритмом. Вот тут-то и таится тонкость, которая заставила команду исследователей (главный там Миёси Макото) воскликнуть – а картинка-то неправильная.
ПОДГОНКА ПОД ОЖИДАНИЯ?
«Первая фотография сверхмассивной черной дыры в центре нашей галактики Млечный Путь может не отражать ее истинный облик», говорится в сообщении для прессы, которое сделала эта группа исследователей.
На изображении, которое показали в 2022 году, мы видим темное пространство, собственно, черную дыру, в центре. Вокруг – аккуратный «булыжник». Это вещество, затянутое черной дырой. Приближаясь к горизонту событий (откуда уже не выходит свет), вещество закручивается в пугающем танце. Все как по теории – вот, и на фото так же, какие сомнения.
Столь гладкое сходство с тем, что мы надеялись увидеть (и в самом деле «увидели») должно нас настораживать? Как минимум часть изображения – артефакт обработки, говорится в статье. Обвиняют, будто авторы «снимка» нарочно подогнали изображение к тому, что ждет публика, в статье нет. Но, наверное, такое подозрение напрашивается.
В статье астрономы глубоко погружаются в алгоритмы обработки изображений (мы этого делать не будем). Вывод: «булыжник» на самом деле деформирован. Это говорит о том, что вещество в нем вращается со колоссальной скоростью, 60% от скорости света. На новом, исправленном изображении все еще просматривается «черная дыра», но она утонула в несимметричном «булыжнике».
— Почему же тогда появилось кольцеобразное изображение? Ну, ни один телескоп не может идеально захватить астрономическое изображение. Мы предполагаем, что изображение кольца возникло из-за ошибок в ходе анализа изображений EHT, и что часть его была артефактом, а не реальной астрономической структурой, — говорит Миёси Макото.
А ЧТО С ХАББЛОМ?
Хотя Макото с коллегами стараются быть предельнo корректными, и изображение они подправили так, чтобы ключевые элементы остались – вот вам дыра, вот вам булыжник – возникает вопрос. Реальна ли картина Вселенной, которую мы видим на фотографиях с телескопов?
Ну… если честно, нет.
Начнем с того, что телескопы Хаббла и Уэбба делают черно-белые снимки, и подлинные изображения «закрыты» в довольно-таки зернистых, нечётких картинках. То, что вы видите – результат глубокнейшей обработки фото, которые делают в Институте космического телескопа (Space Telescope Science Institute) в городе Балтимор, США. В юбилейной статье, посвященной 30-летию работы Хаббла, говорилось: за каждой обработкой стоит наука (вы не подумайте, что мы вам лжем), «но и игра воображения, и множество творческих решений». В общем, как писали в советских книжках, «обитатели Марса в представлении художника».
Телескоп Уэбба работает целиком в инфракрасном диапазоне, который глазами не увидеть, потому там в принципе нет цветов. Инфракрасный – хороший диапазон для науки, потому что длинные световые волны лучше проходят через космическую пыль. Но фотографии (да, тут – настоящие фотографии) просто не могут быть цветными. Их раскрашивают. Обычно так: короткий диапазон инфракрасного делает «синим», длинный – красным. То есть адаптируют к цветовой палитре восприятия глаза.
Но не только. Достаточно сравнить подлинное фото с Уэбба с «открытыми» — там и близко нет того, что показано публике. Где всем этим занимаются? Там же, в Балтиморе.
На заре Перестройки в одной миниатюре юморист сказал: «И мы не хотим смотреть на мир только глазами Сенкевича», имея в виду, что жители СССР за рубеж ездили редко, и о мире судили по программе «Клуб путешественников» с Юрием Сенкевичем. А сейчас, получается, мы смотрим на Вселенную «глядя из Балтимора». И там решают, что мы увидим. А мы даже имени этих людей не знаем. Юрий Александрович-то, которому тогда ни за что досталось, хоть на виду был.
А МЫ И ХОТИМ ИЛЛЮЗИЙ
Из сказанного вовсе не следует, что большие телескопы фальсифицируют реальность. Их главный продукт – не картинки, а данные. Когда в какой-то статье пишут, что телескоп Уэбба «установил», речь идет именно о данных. Которые – ну, такие, какие передал на Землю телескоп. Вопрос, правда, в их интерпретации. А это уже дело людей. Люди могут трактовать данные в пользу «любимой» тем ли иным астрономом гипотезы. В последнее время к процессу подключают ИИ, и там вообще лес непрозрачный: как работают ИИ-алгоритмы, часто не понимают даже сами создатели искусственного интеллекта.
Но вопрос-то в том, что широкая публика, кажется, рада обманываться. Нам нужна красивая картинка – и вот она. Никто не будет смотреть на черно-белое поле.
В мире проходит куча конкурсов астрономических фотографий. В них участвуют чаще всего продвинутые любители. На фотографиях – потрясающий Млечный путь, вращение неба, яркие краски полярных сияний. И народ думает: ну да, надо куда-то поехать, где черное-черное небо, и так увидишь.
Нет. Нет такого места. Никто никогда этого не видел.
Все без исключения астрономические фото, даже любительские, обработаны. А именно:
— фото планет и Луны – в программах вроде RegiStax или AutoStakkert, которые из мутного, трясущегося видео делают нечто «красивое»;
— фото звезд – в программах типа Deep Sky Stacker или Sequator, они превращают многомосное бледных фото в одно, но сногсшибательное.
И все это лакируется старыми добрыми фотошопом.
На каком-то этапе астрономы еще понимают, как работают алгоритмы. Скажем, складывая многомосное звездные фото, программа выкидывает битые пиксели, шум, а звезды «усиливаются». Но на финале, например, когда мутное фото планеты вдруг делается четким – никто не понимает как. Рядовые пользуются точно.
И есть любители-староверы. Говорят: мы только пленкой будем снимать. Мы не применяем цифровых алгоритмов. Часть им хвала.
Но кому нужен их жалкий результат? Публика хочет ярко и красочно. Именно такие фото побеждают на конкурсах и оказываются в СМИ. И, потолкавшись, любитель-старовер переходит на цифру. Никто не хочет вечно сидеть в подполье.
В результате реальное ночное небо кажется блеклым и неинтересным. Ломонов писал, как захватывает дух просто от вида неба – нет, уже не захватывает. Открываем смартфон, и любимся. Телевизор нам природу заменил.
