اولین عکس از سیاهچاله فضایی: یک نگاه موفقیت آمیز دیگر به جهان اطراف ما

پروژه Event Horizon Telescope، یکی از قوی ترین اشیاء یا پدیده های موجود در جهان را به صورت رسمیT ثبت و ضبط می کند، و این، اساسا، همانند چشم سائورون در ارباب حلقه ها است. اولین تصویر از این سیاهچاله فضایی توسط یک آرایه مجازی سازی زمینی که به نام Event Horizon Telescope شناخته می شود، گرفته شده است. نور در فاصله ای بیش از 50 میلیون سال نوری دور تر از ما، در مرکز کهکشان Messier 87، به دورن یک سیاهچاله عظیم و غول پیکر کشیده می شود!

این یکی از اجزای قدرتمند، خیره کننده و جذاب موجود در سراسر جهان است و در روز چهارشنبه در نهایت با چشم خود انسان ها از سیاره زمین مشاهده شده است: دانشمندانی که در پروژه Event Horizon Telescope با یکدیگر همکاری می کنند، اولین تصویر مستقیم از سیاهچاله فضایی را که در مرکز کهکشان راه شیری قرار گرفته است، به ما نشان می دهند.

طبق گفته پروفسور Dan Marrone، استاد دانشگاه آریزونا در یکی از شش کنفرانس مطبوعاتی که همزمان در چهار قاره برگزار شده است، "این تصویر به نظر کمي شبیه به یک توده آتشین است که فوکوس خوبی بر روی آن تنظیم نشده باشد، اما اطلاعاتی که به ما می دهد، در واقع برابر با مقداری است که احتمالا 40،000 نفر باید آن را در طول زندگی کامل خود به دست می آورند".

پروفسور مارون، که چندین بار به قطب جنوب سفر کرده است تا اطلاعات تلسکوپ قطب جنوب را در منطقه EHT به دست آورد، در این باره گفت: "مشاهدات ما حرکات و یا رقص هایی هماهنگ شده را در اطراف سیاهچاله نشان می داد که ما آن ها برای تلفیق تصاویر تلسکوپ های مختلف، همزمان سازی و هماهنگ کرده ایم.

در کل پروژه مجازی Event Horizon Telescope یک پروژه برای ایجاد یک آرایه بزرگ تلسکوپی است که شامل یک شبکه جهانی از تلسکوپ های رادیویی و ترکیب داده ها از چندین ایستگاه بین المللی پایه در اطراف زمین می باشد.

علاوه بر جالب و هیجان انگیز بودن این مسئله، دیدن شکل دقیق یک سیاهچاله برای اولین بار یک اتفاق بزرگ برای علوم زمینی و فضایی است.

این به این دلیل مهم است که می تواند نظریه های گرانشی سیاهچاله ها که در طول یک قرن پیش توسط آلبرت انیشتین بوجود آمده اند را تأیید و یا حتی رد کند، همچنین برای درک ما از جهان و قوانین فیزیک که زندگی روزمره ما را مدیریت می کند نیز مهم و کاربردی است و اما در نهایت، یک سیاهچاله می تواند جهان را ببلعد.

Sheperd Doeleman، مدیر پروژه EHT، در کنفرانس مطبوعاتی در واشنگتن، به خبرنگاران گفت: "ما اکنون شواهد بصری و علنی برای وجود یک سیاهچاله به دست آورده ایم."

او افزود: "این همچنین با شکل سایه ای خود و با پیش بینی های انیشتین در زمان های گذشته، سازگار است".

یافته ها همچینن در یک سری از شش مقاله، در یک شماره خاص از روزنامه های Astrophysical Journal Journal منتشر خواهد شد.

برای مطالعه بیشتر نیز می توانید وجود یک سیاهچاله غول پیکر در مرکز کهکشان راه شیری، کهکشان ما، را مشاهده کنید.

یک تلسکوپ بزرگ، به اندازه جهان

به جای یک رصدخانه تنها، EHT هشت تلسکوپ رادیویی از سراسر زمین است.

تلسکوپ هایی واقع در هاوایی، آریزونا، شیلی، مکزیک و اسپانیا، و در قطب جنوب، و هماهنگ شده اند تا یک محیط بسیار بزرگ به نام Baseline Interferometer را تشکیل دهند.

مفهوم اصلی این پروژه است که قدرت سیگنال ها و مشاهدات مختلف را در گوشه های مختلف جهان با یکدیگر ترکیب کنیم تا محیطی بزرگ به اندازه خود زمین را برای مشاهده به دست آوریم.

مشاهدات اجرا شده که این تصویر را در روز چهارشنبه نشان دادند، در واقع در سال 2017 ثبت شده اند.

این تصاویر ضبط شده توسط هشت تلسکوپ با دقت بسیار زیادی همسان و هماهنگ شده اند تا بتوانند کهکشان مسیه 87 و سیاهچاله فوق العاده ای که در مرکز آن است را ببینند.

گفته می شود که چند پتا بایت (Peta bytes) یا چند هزار گیگابایت از اطلاعات سیگنال های رادیویی جمع آوری شده، و بیش از حد زیاد بوده اند تا بتوان به طور موثر از طریق اینترنت آنها را منتقل کرد و آن ها را با هم ترکیب کرد.

در عوض، هر داده از هر رصدخانه بر روی یک سخت افزار فیزیکی ذخیره شد و سپس به سوپر کامپیوترها منتقل شد، جایی که با بقیه ادغام شده تا تصویر جدید را بسازد.

بله، تصویر به نظر می رسد کمی تار باشد، اما Doeleman به خبرنگاران گفت که تصاویر آینده می توانند بسیار واضح تر باشند، آن هم زمانی که تلسکوپ های بیشتری به EHT اضافه شوند.

گفته می شود که یک تلسکوپ در گرینلند نیز در حال حاضر برای کمک به این تلاش آنلاین شده است.

تیم EHT نیز تلاش کرده است که ستاره Sagittarius A، سیاهچاله ای که در مرکز کهکشان راه شیری است را بهتر تصویر سازی کند.

در زیر می توانید ویدئویی از نحوه کار این پروژه Event Horizon Telescope و بررسی برخی از ویژگی های سیاهچاله فضایی را مشاهده کنید (به زبان اصلی):

این داده ها هنوز در حال پردازش هستند، اما ما می توانیم آن ها را به زودی ببینیم. با ما همراه باشید.

اما این عکس سیاهچاله غول پیکر چگونه گرفته شده است:

در صورتی که شما بدانید که چگونه سیگنال های رادیویی می توانند یک تصویر را ایجاد کنند، باید بدانید که به این معنی است که ما معمولا تصاویر عالی از موج های AM یا FM را دریافت نمی کنیم، به خاطر داشته باشید که چشم ما تنها می تواند بخش کوچکی از طیف نور را پردازش کند، که همچنین به عنوان تابش الکترومغناطیسی نیز شناخته می شود، بخشی که آن را نور قابل مشاهده می نامیم.

وقتی به درخت و یا هر چیز دیگری نگاه می کنیم، آنچه که ما واقعا می بینیم، فوتون های نور هستند که در طیف قابل مشاهده ای این اجسام را به چشم ما منعکس می کنند.

اما اشیاء کهکشانی مانند ستاره ها و سیاهچاله های فضایی، نور را در امتداد نقاط طیف های مختلف، از جمله به عنوان یک تشعشع فرکانس پایین که ما به عنوان امواج رادیویی می شناسیم، منتشر می کنند.

شما ممکن است فکر کنید که تصویربرداری از یک سیاهچاله با امواج رادیویی کاربردی نباشد و ما در واقع نمیتوانیم سیگنال رادیویی را ببینیم و این کار یک تقلب است.

اما بدانید که این درست نیست.

این گونه فکر کنید: یک بخش از نور، در کنار نور مرئی که آن را می بینیم، در طیف نورهای الکترومغناطیسی فراسرخ یا همان فرابنفش یا مادون قرمز موجود است، که ما نمی توانیم آن را با چشمان معمولی خود مشاهده و درک کنیم، اما می توانیم به عنوان گرما آن را احساس کنیم.

همچون عینک های دید در شب، که با تبدیل تابش نور مادون قرمز یا همان فراسرخ به رنگ های قابل مشاهده، این کار را انجام می دهند، ما می توانیم اشیاء را ببینیم.

این تصویر سیاه چاله نیز تقریبا از همین مفهوم عینک های دید در شب استفاده می کند، که انرژی را از یک سیاهچاله می گیرد و می تواند با استفاده از یک تلسکوپ اندازه گیری هوشمندانه، در فاصله ای بسیار دور، اشیاء را به گونه ای به ما نشان دهد که چشمان ما بتواند آن را درک کند.

به عبارت دیگر، این تقلب نیست، بیشتر شبیه به یک ابرقدرت است. و اگر فکر می کنید که ابرقدرت ها نیز تقلب هستند، شما فقط حسود هستید.

چشم انیشتین و پیش بینی چشم سائورون

با یک حلقه زنجیره ای نارنجی رنگ درخشان، در اطراف یک مرکز سیاه، تصویر سیاهچاله بسیار شبیه به چشم سائورون در فیلم Lord of the Rings است.

و این را نیز نشان می دهد که آن تصویر گرافیکی چشم سائورون از روی کار و طرح انیشتن در مورد یک سیاهچاله فضایی برگفته شده است.

اگر به ناحیه روشن نگاه کنید، مانند یک دیسک است که در گاز درخشان غوطه ور شده است، ما انتظار داریم یک سیاهچاله یک منطقه تاریک شبیه به یک سایه را ایجاد کند، چیزی که توسط فرضیه نسبیت عمومی انیشتین پیش بینی شده است که ما هرگز قبل از آن نمونه آن را ندیده بودیم.

به گفته Heino Falcke عضو شورای علمی EHT از دانشگاه رادبوود در هلند: "این سیاهچاله، ناشی از خمش گرانشی و جذب نور توسط سیاهی مرکزی خود است، و این بسیاری از ماهیت های این اشیاء جذاب را نشان می دهد و ما را قادر به اندازه گیری جرم عظیم سیاه چاله M87 می کند."

به عبارت دیگر، ما در واقع شاهد یک سیاهچاله معمولی نیستیم

در مرکز سیاهچاله، که انیشتین به عنوان "ستاره تاریک" آ نرا نامگذاری کرده است، چیزی است که ما آن را شگفتی می نامیم.

این رخداد عجیب و غریب می تواند زمانی به وقوع بپیوندد که یک ستاره بزرگ را در خود فرو می برد و می بلعد، و جسم ها را تقریبا با یک چگالی بی نهایت روبرو می کند، آن هم با گرانش بسیار قدرتمند و قوی که می تواند نور را نیز خم کند.

این قدرت فوق العاده مکیدن و گرانش چیزی است که تاریکی خالی را ایجاد می کند که آن را در اصل به عنوان یک سیاهچاله می شناسیم.

از آنجایی که حس دیداری انسان ها برای دیدن فوتون ها در طیفهای قابل مشاهده مناسب است، ما نمی توانیم و حتی نمی توانیم تصور کنیم که اشیائی که نور مرئی را نشان نمی دهند، چگونه به نظر می رسند. (درست مانند مرکز تاریک یک سیاهچاله)

به این ترتیب، چشم بر روی رنگ ها در اطراف لبه سیاه چاله تمرکز می کند، که عمدتا محیط آن و طیف نور آن برای مشاهد با چشم ما مناسب است.

به هر حال، مرکز این سیاهچاله بزرگ ممکن است در حتی واقع سیاه رنگ نیز نباشد.

بر طبق نظریه گرانشی انیشتین، مرکز سیاهچاله می تواند به طور فزاینده ای فضا و زمان را محو کند و به معنای واقعی کلمه؛ آن ها را پشت افق خود پنهان کند.

در حالی که هنوز نمی دانیم که این هسته سیاهچاله دقیقا چگونه به نظر می رسد، احتمالا یک مکان بسیار عجیب و غریب باشد.

محاسبات انیشتین نیز نشان می دهد که قوانین فیزیک می توانند در این مرکز singularity شکست بخورند.

این نیز بخشی از این است که چرا این تصویر نه تنها برای ستاره شناسان بلکه برای تمام فیزیکدانان و دانشمندان مهم است.

تا کنون، به نظر می رسد، این تاییدی دیگر است که نظریه نسبیت عام انیشتین را تصدیق می کند.

برای مطالعه بیشتر بینید که هلیکوپتر فضایی ناسا برای رفتن به مریخ آزمایش و آماده می شود و یا ثبت نمایی تازه از قسمت تاریک ماه و سیاره زمین توسط ماهواره چینی.