Onsdagen den 10 april 2019, strax efter tre på eftermiddagen svensk tid. I en sal i Bryssel sitter EU:s forskningskommissionär på en scen tillsammans med några astronomer. I Washington, Santiago, Shanghai, Taipei och Tokyo väntar andra salar på samma klockslag, och i en hörsal på Chalmers i Göteborg har man ställt i ordning för den som vill följa det hela på storbild. Inbjudan har bara talat om ett banbrytande resultat. Alla som sitter där vet ändå ungefär vad det handlar om, för rykten har gått i veckor.
Klockan 15.07 kommer bilden upp. Den är nästan provocerande enkel. En suddig ring i orange och gult mot svart bakgrund, tydligt ljusare på nedre halvan, och i mitten en mörk fläck.
Fläcken är skuggan av ett svart hål i centrum av galaxen M87, ungefär 55 miljoner ljusår bort. Hålet väger lika mycket som sex och en halv miljarder solar, och ljuset som bildar ringen omkring det har varit på väg hit sedan långt innan det fanns några människor som kunde ta emot det.
Inom några timmar låg bilden på förstasidor över hela världen, nästan alltid med samma rubrik. Det första fotografiet av ett svart hål. Det är en beskrivning som både stämmer och inte stämmer, och det är just glappet mellan de två som gör att bilden hör hemma i fotografins historia.
Det enda som inte går att fotografera
Ett svart hål är så tätt packad massa att ingenting som kommer för nära kan ta sig därifrån igen, inte ens ljus. Gränsen för var det slutar gå att vända kallas händelsehorisonten, och det är den som har gett teleskopet sitt namn. Matematiken bakom kom tidigt. Den tyske astronomen Karl Schwarzschild räknade fram den första lösningen av Einsteins fältekvationer som beskriver ett sådant objekt redan 1916, medan han tjänstgjorde vid östfronten under första världskriget. Själva ordet svart hål slog igenom först 1967, när den amerikanske fysikern John Wheeler började använda det i föreläsningar.
För den som vill avbilda något är det en omöjlig utgångspunkt. Allt fotografi bygger på ljus som lämnar motivet och når en ljuskänslig yta. Ett svart hål skickar inte ut någonting, och det är dessutom litet i förhållande till hur långt bort det befinner sig.
Men ett svart hål ligger sällan ensamt. Gas och stoft dras in mot det i en virvel, värms upp av friktionen och lyser. Strax utanför horisonten böjer gravitationen ljusets banor så kraftigt att en del ljus fångas och en del leds runt hålet. Om man kunde se den glödande gasen tillräckligt skarpt skulle det mitt i den finnas en mörk fläck, ungefär två och en halv gånger större än själva horisonten. Astronomerna kallar den skuggan.
Idén att skuggan faktiskt gick att observera formulerades på allvar kring sekelskiftet. År 2000 publicerade den tyske radioastronomen Heino Falcke tillsammans med Fulvio Melia och Eric Agol en artikel som visade att skuggan av hålet i Vintergatans centrum borde gå att se med radioteleskop på olika kontinenter, om de observerade på våglängder kring en millimeter. Det var i princip en ritning till det som skulle bli Event Horizon Telescope. Falcke blev nästan tjugo år senare ordförande för projektets vetenskapsråd och satt på scenen i Bryssel.
Prickar av tusch på negativpapper
Långt innan någon kunde mäta skuggan hade någon redan sett den, på papper.
År 1978 satt den franske astrofysikern Jean-Pierre Luminet vid Parisobservatoriet och försökte räkna ut hur ett svart hål omgivet av en tunn, lysande gasskiva faktiskt skulle se ut för en betraktare. Han hade en IBM 7040 till sitt förfogande, en tidig transistordator som matades med hålkort. Datorn kunde räkna fram kurvorna för hur ljuset böjs, men den kunde inte rita någon bild.
Så Luminet ritade den själv. Han tog de beräknade värdena och satte prickar med svart tusch direkt på negativpapper, tätare där gasen skulle lysa starkt och glesare där den var svagare. Sedan gjorde han ett negativ av teckningen, så att de svarta prickarna blev ljus och papperet blev rymd. Bilden publicerades i den vetenskapliga tidskriften Astronomy & Astrophysics 1979.
Det är en märklig bild att titta på i dag. Den är gjord av en människa som för hand placerade prickar efter en dators instruktioner, och den blev till genom ett negativ i ett mörkrum. Den är en teckning och en fotografisk kopia på samma gång, och den föregriper med fyrtio år nästan exakt den gåta som 2019 års bild skulle ställa. När filmen Interstellar gjorde sitt svarta hål 2014, med fysikern Kip Thorne som rådgivare och tusentals datorer i stället för tuschpenna, landade den i en bild som påminner påfallande mycket om Luminets.
Ett teleskop lika stort som jorden
Problemet med att se skuggan i M87 är storleken. Sett härifrån är den så liten att det skulle krävas en teleskopspegel med en diameter ungefär lika stor som jordklotet. Ett sådant teleskop går inte att bygga. Men det går att låtsas.
Tekniken heter långbasinterferometri, på engelska very long baseline interferometry. Radioteleskop på olika platser på jorden riktas mot samma punkt på himlen samtidigt och spelar in de inkommande radiovågorna med extremt exakta tidsstämplar. Klockorna är vätemasrar, atomur så stabila att de bara drar sig någon sekund på hundratals miljoner år. Efteråt kan inspelningarna läggas ihop, och när jorden roterar flyttar sig teleskopen i förhållande till målet, så att varje par av teleskop efter hand ser det från nya vinklar. Resultatet motsvarar en del av den information som ett jordstort teleskop hade samlat in.
Våglängden var 1,3 millimeter, långt utanför det synliga. Upplösningen motsvarade enligt projektet förmågan att läsa en tidning i New York från ett kafé i Paris.
Våren 2017 bestod nätverket av åtta teleskop på sex platser. Det fanns teleskop på vulkaner på Hawaii och i Mexiko, på berg i Arizona och i den spanska Sierra Nevada, i Atacamaöknen i Chile och på Sydpolen. Det viktigaste tillskottet var ALMA på Chajnantorplatån i Chile, en anläggning med 66 antenner som det året för första gången kopplades ihop för att fungera som en enda mottagare i nätverket. Strax intill står APEX, ett teleskop som drivs av ESO och där Onsala rymdobservatorium utanför Göteborg är en av parterna. Chalmers har byggt mottagare till både ALMA och APEX, och tre svenska astronomer finns med bland författarna till resultaten.
Fyra nätter i april och ett halvt ton hårddiskar
Observationsfönstret var tio nätter i april 2017, från den 5 till den 14. Varje kväll bedömdes vädret på alla platser samtidigt, och fem nätter gav tillräckligt bra förhållanden. M87 observerades fyra av dem, den 5, 6, 10 och 11 april.
Varje teleskop spelade in ungefär 350 terabyte per natt. Allt sparades på heliumfyllda hårddiskar i moduler om åtta, och när kampanjen var slut hade 96 moduler använts. Totalt rörde det sig om omkring fyra petabyte inspelade data. Det fanns ingen internetförbindelse i världen som kunde skicka en sådan mängd inom rimlig tid, så diskarna packades i lådor och flögs med vanliga flygplan till de två anläggningar där inspelningarna skulle läggas ihop, MIT Haystack Observatory i Massachusetts och Max Planck-institutet för radioastronomi i Bonn. Sammanlagt vägde de omkring ett halvt ton.
Ett teleskop kunde inte skicka något alls. På Sydpolen är stationen avskuren från omvärlden under polarvintern, och diskarna därifrån fick ligga kvar tills flygen kunde gå igen tills flygen kunde gå igen. En liten bit data skickades via satellit, tillräckligt för att bekräfta att teleskopet hade fungerat, men själva inspelningarna fick vänta i flera månader. Ingen bild kunde göras förrän Sydpolen var med.
Fyra lag som inte fick prata med varandra
När inspelningarna väl var ihoplagda började den del av arbetet som gör den här bilden till något annat än ett vanligt astronomiskt fotografi.
Ett nätverk av åtta teleskop fångar inte en bild. Det mäter hur ljusstyrkan varierar i olika skalor och riktningar, sett från varje par av teleskop, och eftersom det bara finns åtta teleskop och stora delar av jordens yta saknar teleskop blir det mycket som aldrig mäts. Datorforskaren Katie Bouman, som var med och ledde arbetet med bildframställningen, har beskrivit det som att oändligt många bilder passar lika bra ihop med de mätvärden som faktiskt finns. Det som saknas måste fyllas i av en algoritm, och varje algoritm har inbyggda preferenser för hur en sannolik bild ser ut.
Det är ett farligt läge. Om alla i projektet förväntar sig en ring finns det en risk att de, utan att märka det, ställer in sina verktyg så att en ring kommer fram.
Lösningen var lika mycket social som teknisk. Ett fyrtiotal forskare delades 2018 in i fyra lag som fick arbeta med M87-data var för sig, utan att veta något om vad de andra kom fram till. Under sju veckor fick lagen inte jämföra resultat. Varje lag använde egna metoder och egna antaganden, några föredrog jämna och mjuka bilder, andra kompakta eller glesa. Sedan träffades de på en workshop i Cambridge i Massachusetts och visade sina bilder för varandra. Alla fyra visade samma sak, en ring med en diameter kring 40 miljondelar av en bågsekund, ljusast nertill.
Efter det tog det ytterligare ett par månader att pröva resultatet. Teamet byggde tre automatiska bildflöden och lät inga människor justera inställningarna för hand. I stället provades inställningarna på påhittade data där svaret var känt, bland annat en skiva utan något hål i mitten, och först när de klarade att återskapa den fick de köras på M87. Ringen med hålet kom tillbaka varje gång. Redan innan observationerna hade algoritmerna testats på konstgjorda motiv som ingen kunde ha förväntat sig i rymden. Ett av dem var en snögubbe, och algoritmerna återskapade den.
Den bild som visades i april 2019 kommer från observationerna den 11 april 2017 och är ett medelvärde av de tre metoderna. Den är med andra ord inte tagen. Den är framräknad, och hela arbetssättet var konstruerat för att visa att den inte var önskad.
Bilden av bilden
Samma dag som bilden av det svarta hålet spreds fick en annan bild nästan lika stor spridning. Den visar Katie Bouman, då 29 år och postdoktor vid Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, framför en datorskärm med händerna knäppta framför ansiktet, i det ögonblick då en av de första bilderna av ringen laddades fram. Hon hade själv lagt upp den på Facebook, och därifrån spreds den vidare av hennes gamla institution vid MIT.
Bilden är upphovsrättsskyddad och visas därför inte här, men den går att se i NBC News artikel om reaktionerna.
Inom ett dygn hade fotografiet förvandlats till en symbol, och på en del håll till en måltavla. I forum och på videoplattformar spreds påståenden om att det i själva verket var en manlig kollega, Andrew Chael, som hade gjort jobbet och skrivit så gott som all kod. Chael svarade själv offentligt. Siffrorna var påhittade, programvaran hade bara en bråkdel så många rader som påstods, och han tog avstånd från dem som ville hylla honom för att förminska henne. Bouman framhöll för sin del att ingen enskild person och ingen enskild algoritm hade gjort bilden.
Det är ett mönster som känns igen från många av de fotografier som har fått eget liv. Människor har svårt att ta till sig en bild som saknar ett ansikte. Ringen i M87 var gjord av hundratals forskare på fem kontinenter, och det var nästan oundvikligt att ett enda fotografi av en människa till sist kom att bära den historien.
Ja och nej
Är det då ett fotografi?
Det finns gott om skäl att säga nej. Ingen lins har samlat ljus till en skarp bild på en yta. Det finns ingen exponering i vanlig mening och ingen film. Radiovågorna har en våglängd på 1,3 millimeter och är helt osynliga för ögat. Färgerna är valda i efterhand. Ringen hade lika gärna kunnat visas i blått eller i gråskala, och den orange tonen var ett beslut om hur ljusstyrka skulle översättas till något ögat kan läsa.
När bilden presenterades jämförde den svenske fysikern Ulf Danielsson uppgiften med att från jorden försöka fotografera en golfboll på månen, och dessutom en svart golfboll. Radioastronomen Susanne Aalto på Chalmers fick i SVT frågan om det verkligen var en bild av ett svart hål och svarade ja och nej. Den visar ett svart hål på ett korrekt sätt, menade hon, men det är inte en bild i den mening de flesta tänker sig.
Men fotografiet har gjort det här förut. Ända sedan 1800-talet har astronomer och fysiker använt fotografiska plåtar som mätinstrument snarare än som avbildningar. Det mest berömda exemplet är exakt hundra år äldre än M87-bilden, och det handlar om samma teori.
Den 29 maj 1919 fotograferade två brittiska expeditioner en total solförmörkelse, den ena från Sobral i Brasilien och den andra från ön Príncipe utanför Afrikas västkust. Poängen var inte förmörkelsen i sig utan stjärnorna runt den. Om Einstein hade rätt skulle ljuset från stjärnor bakom solen böjas av solens massa, så att de på plåtarna hamnade en aning längre ut än där de borde stå. Mätningarna, som presenterades i november samma år, gjorde Einstein världsberömd. ESO påpekade själva i sitt pressmeddelande att bilden av M87 kom samma år som expeditionerna fyllde hundra.
Lägg plåten från 1919 bredvid bilden från 2019 och likheten går inte att bortse från. En svart skiva omgiven av ljus. Den ena är månen framför solen, den andra är ett hål som ljuset inte kommer ut ur. I båda fallen var det som räknades inte det man såg utan det man kunde mäta, och i båda fallen var det Einstein som prövades.
En smalare ring
Fyra år senare, den 13 april 2023, publicerades en ny version av samma bild. En grupp forskare under ledning av astrofysikern Lia Medeiros vid Institute for Advanced Study i Princeton hade tagit samma mätdata från 2017 och låtit en ny metod fylla i luckorna. Metoden kallades PRIMO och byggde på maskininlärning. Den hade tränats på omkring 30 000 simulerade bilder av hur gas beter sig runt ett svart hål, och ur dem hade den lärt sig vilka mönster som brukar återkomma. Resultatet var en ring som bara var hälften så bred, med en tydligare och mörkare mitt.
Tidpunkten är intressant. Bara någon månad tidigare hade det uppdagats att en mobiltelefon, när den riktades mot en suddig bild av månen, levererade kratrar som inte fanns i motivet. Telefonen hade tränats på hur månen ser ut och fyllde i det den redan visste. Den historien finns i nedslaget om Samsungs månbilder.
Det är frestande att säga att det är samma sak, och på ett plan är det så. Båda bilderna innehåller detaljer som har kommit från en förväntan och inte enbart från motivet. Skillnaden ligger i vad förväntan bestod av och hur öppet den redovisades. PRIMO tränades på fysikaliska simuleringar, metoden publicerades i sin helhet, och resultatet prövades mot de faktiska mätvärdena. Telefonen sa ingenting om vad den hade gjort.
Men frågan som båda väcker är densamma, och den är lika gammal som fotografiet. Hur mycket av det vi ser kommer från det som stod framför kameran, och hur mycket från den som bestämde hur bilden skulle bli? Event Horizon Telescope hade byggt hela sitt arbetssätt kring just den frågan, med blinda lag och påhittade snögubbar, långt innan någon telefon hade gjort den aktuell för vanliga användare.
Vintergatans eget hål
Bilden av M87 var ändå inte målet från början. Det svarta hål som Falcke och hans kollegor skrev om år 2000 var det i mitten av vår egen galax, Sagittarius A*, ungefär 27 000 ljusår bort och med en massa på omkring fyra miljoner solar. Det är mycket mindre än M87 men också mycket närmare, så sett från jorden är skuggorna ungefär lika stora.
Det visade sig vara betydligt svårare att avbilda. Runt M87 tar det dagar för gasen att röra sig ett varv, så motivet står i stort sett stilla under en natts observation. Runt Sagittarius A* går samma varv på minuter. Det är som att försöka fotografera ett barn som springer i cirklar med flera minuters slutartid. Bilden presenterades den 12 maj 2022, byggd på data från samma kampanj 2017.
Under tiden fortsatte arbetet med M87. Våren 2021 kom en bild som visade hur ljuset i ringen var polariserat, vilket avslöjade magnetfälten nära horisonten, och en av de forskare som ledde det arbetet hade tidigare varit verksam på Onsala. I april 2023 publicerades i tidskriften Nature den första bilden där både ringen och den kraftiga jetstrålen som skjuter ut ur galaxens centrum syntes samtidigt. Den gjordes på en annan våglängd, 3,5 millimeter, med ett europeiskt och nordamerikanskt nätverk kompletterat med ALMA och ett teleskop på Grönland, och ett av teleskopen i nätverket var 20-metersteleskopet i Onsala. När nya observationer från 2018 bearbetades visade det sig att ringen fanns kvar, lika stor, men att den ljusaste delen hade flyttat sig.
Ringen var alltså inte en tillfällighet i en enda natts data. Den var ett föremål som gick att fotografera om och om igen.
En kamera på Hasselblads mark
I november 2025 meddelade Chalmers att Hasselbladstiftelsen beviljat 13 miljoner kronor till en ny kamera för 20-metersteleskopet i Onsala, som i maj 2026 fyllde femtio år i drift. Den ska kunna ta emot tre våglängder samtidigt, och tanken är att det ska bli möjligt att göra bilder av svarta hål i flera färger på en gång. Ingenjörerna bygger den på plats i Onsala och på Chalmers campus i Göteborg.
Kopplingen till Hasselblad är inte bara pengar. Marken som observatoriet står på donerades en gång av Victor och Erna Hasselblad. Och när observatoriets föreståndare beskrev projektet gjorde han själv jämförelsen med de Hasselbladkameror som tog bilderna på månen, ett annat instrument men samma ambition. Den historien finns i nedslaget om kamerorna som blev kvar på månen.
Det säger något om hur ordet kamera har glidit. En radiomottagare kyld till nära absoluta nollpunkten, bakom en parabol på tjugo meter, kallas i dag en kamera av både astronomerna och fotostiftelsen. Ingen tycker att det är konstigt.
Hålet i M87 har för övrigt också fått ett namn. Det heter Pōwehi, ett hawaiiskt ord som valdes av språkforskaren Larry Kimura vid University of Hawaii och som ungefär betyder den oändliga skapelsens utsmyckade, mörka källa. Två av teleskopen som tog bilden står på Mauna Kea.
Ett fotografi av det som saknas
I mars 1840 riktade John William Draper ett teleskop mot månen från taket på New York University och fick fram den äldsta bevarade dagerrotypen av den. Plåten är fläckig och oskarp, men allt som syns på den har kommit dit för att ljus från månen föll in genom linsen. Det är grundidén i fotografin, och den har hållit i nästan två hundra år. En bild är ett spår av ljus som har lämnat något.
Bilden från 2019 vänder på det. Den ljusa ringen är gas som lyser, men det som gör bilden värd att visa är fläcken i mitten, där inget ljus kommer ifrån alls. Det är en bild av en frånvaro. Den har inte fångats av en lins utan räknats fram ur mätningar från teleskop på fem kontinenter, och dess skapare lade ner mer arbete på att bevisa att den inte var inbillad än på att få den att se bra ut.
Kanske är det därför den känns igen så snabbt. Fotografiet har alltid handlat om att skilja ljus från mörker. Det tog nästan två hundra år att komma fram till en bild där mörkret var själva motivet.
Lämna ett svar