Mezinárodní tým se sídlem ve Skotsku vytvoří první trojrozměrné filmy černých děr, což je bezprecedentní průlom, který umožní pozorovat, jak se pohybuje plazma a jak extrémní gravitace deformuje časoprostor kolem těchto objektů.
Projekt nazvaný „TomoGrav“ bude veden z Heriot-Watt University v Edinburghu a jeho vědeckým vedoucím je astronom Kazunori Akiyama, známý svou rolí při získání prvních snímků černé díry v letech 2019 a 2022 pomocí dalekohledu Event Horizon Telescope (EHT).
„Snímky byly jen fragmenty toho, co se skutečně děje. To, co nyní hledáme, je spatřit dynamiku: jak plazma ‚tančí‘ kolem černé díry a jak extrémní gravitace formuje vše kolem ní,“ řekl Akiyama agentuře EFE.
TomoGrav vytvoří algoritmy umělé inteligence schopné převést obrovské objemy dat z teleskopu do trojrozměrných filmů s vysokým rozlišením, a to od statických snímků až po 3D filmy extrémního vesmíru.
EHT Deputy Project Scientist Dr. Kazunori Akiyama (@sparse_k) has received a £4M Faraday Discovery Fellowship. The project, TomoGrav, will deliver the first dynamic 3D views of plasma around black holes.
— Event Horizon 'Scope (@ehtelescope) December 22, 2025
Read more: https://t.co/HH0rgkuoeU pic.twitter.com/g3dLvUZIR0
„Cílem je vyvinout co nejpokročilejší algoritmy, které budou schopny převést neúplná data na přesné rekonstrukce prostředí černé díry,“ řekl EFE Yves Wiaux, vedoucí laboratoře Heriot-Watt pro biomedicínské a astronomické zpracování dat.
Vysvětlil, že umělá inteligence bude nejprve vyškolena pomocí simulací, aby se naučila fyziku, která tyto oblasti řídí. Poté bude schopna velmi rychle rekonstruovat obrazy a časové sekvence.
Tento průlom se shoduje s klíčovým okamžikem: v roce 2026 EHT uskuteční svou první kampaň, jejímž cílem bude získat videozáznam černé díry M87*, jejíž hmotnost odpovídá 6,5 miliardám Sluncí.
„Pokud budeme pozorovat každé tři nebo čtyři dny po dobu několika měsíců, budeme schopni získat snímky potřebné k natočení prvního skutečného filmu černé díry,“ řekl Akiyama.
Dvě černé díry, různá chování
Tým bude také analyzovat Střelce A*, který se nachází v centru Mléčné dráhy a který je mnohem menší a méně aktivní než M87*.
„Pochopení toho, proč některé černé díry vypouštějí silné proudy plazmatu, zatímco jiné ne, je jednou ze základních otázek astrofyziky,“ vysvětlil Akiyama. Díky 3D zobrazování můžeme přímo studovat, jak a kde tyto jety vznikají. Vyvinutá technologie bude mít přímé využití v medicíně, zejména při zobrazování magnetickou rezonancí (MRI).
„Z matematického hlediska se rekonstrukce 3D filmu černé díry příliš neliší od rekonstrukce obrazu srdce pomocí MRI,“ vysvětlil Wiaux.
„Skenery, stejně jako dalekohledy, zachycují pouze neúplné informace. Naše algoritmy umožní přesnější snímky z rychlejších skenů: lepší diagnózu s kratším časem stráveným ve skeneru,“ dodal.
První prototypy již byly ověřeny na astronomických i lékařských snímcích, zatím však pouze ve 2D.
Akiyama se přesune z MIT do Edinburghu, aby projekt vedl. Heriot-Watt je světovým lídrem v oblasti zobrazovacích algoritmů a pokročilé umělé inteligence.
„Tato spolupráce spojuje dvě špičkové komunity: astronomii černých děr a počítačové zpracování,“ řekl.
Projekt TomoGrav, financovaný čtyřmi miliony liber (více než čtyři a půl milionu eur) od Královské společnosti, bude mít tři hlavní cíle: vytvořit první 3D filmy plazmy kolem černých děr, navrhnout technologie pro budoucí vesmírné teleskopy a vytvořit ve Velké Británii světové centrum na pomezí umělé inteligence a astrofyziky.
„Už nejde jen o to vidět černou díru, ale pochopit, jak funguje,“ řekl Akiyama.
Vědecké a technologické důsledky
Vývoj 3D filmů o černých dírách představuje nejen průlom v astrofyzice, ale má také významné důsledky pro další vědecké a technologické oblasti. Schopnost vytvářet přesné trojrozměrné vizualizace z neúplných dat by mohla způsobit revoluci ve způsobu, jakým analyzujeme a chápeme složité jevy ve vesmíru.
V oblasti umělé inteligence by projekt TomoGrav mohl stanovit nové standardy v oblasti zpracování astronomických dat a zlepšit účinnost a přesnost algoritmů strojového učení. To by se mohlo uplatnit při pozorování dalších vesmírných jevů, jako jsou supernovy a kolidující galaxie.
Úspěch tohoto projektu by navíc mohl inspirovat vývoj podobných technologií pro průzkum vesmíru a usnadnit vytváření trojrozměrných map jiných nebeských těles a planetárních systémů. To by nejen obohatilo naše znalosti o vesmíru, ale mohlo by to ovlivnit i budoucí vesmírné mise a hledání mimozemského života.
V neposlední řadě spolupráce astronomů a odborníků na umělou inteligenci v projektu TomoGrav podtrhuje význam interdisciplinarity v moderní vědě. Spojením znalostí z různých oborů lze efektivněji řešit složité problémy, což otevírá nové cesty pro inovace a vědecké objevy.