ثبت نخستین تصویر یک سیاه چاله در کهکشان راه شیری

ثبت نخستین تصویر یک سیاه چاله

در سال ۲۰۱۹ میلادی قرار داریم و همان طور که وعده داده شده بود، اتفاقات بسیار جذابی در زمینه ستاره شناسی و نجوم رخ می دهد. سال هاست که در جستجوی نخستین تصویر از افق رویداد سیاه چاله بوده ایم. امروز ۱۰ام آوریل سال ۲۰۱۹، یعنی ۲۱ام فروردین ماه سال ۱۳۹۸؛ روزی ست که ثبت نخستین تصویر یک سیاه چاله در کهکشان راه شیری اتفاق می افتد.

در تخیل عمومی، ما هرگز شاهد یک سیاه چاله نبوده ایم و دلیل آن نیز بسیار ساده است. سیاه چاله ها، به معنای واقعی کلمه نامرئی هستند. میزان کشش در جاذبه آن ها به قدری زیاد است که هیچ چیزی قادر به گریز از مرکز سیاه چاله نخواهد بود. به واقع وقتی هر ماده ای به شعاع سیاه چاله ها نزدیک شود، بی شک بلعیده خواهد شد. تابش های الکترومغناطیسی مانند اشعه ایکس، مادون قرمز، نور و امواج رادیویی می شود که به ما اجازه می دهند تا نسبت به سیاه چاله ها کشف هویت داشته باشیم.

ثبت نخستین تصویر یک سیاه چاله

ثبت نخستین تصویر یک سیاه چاله و افق رویداد

نقطه غیرقابل بازگشت افق رویداد در کنار دلهره آور بودن، تمثیل درستی از تجسم یک سیاه چاله است. علی رغم این که ممکن است هرگز قادر به دیدن یک سیاه چاله نباشیم، اما احتمال آن وجود دارد که بتوانیم افق رویداد را تصویربرداری کنیم. با توجه به امکاناتی که تلسکوپ افق رویداد (EHT)، در اختیارمان گذاشته است، به ثبت تصویری افق رویداد بسیار نزدیک شده ایم.

به نظر می رسد که سرانجام به آن روز موعود نزدیک شده ایم. ۱۰ام آوریل سال ۲۰۱۹ میلادی یعنی همین امروز، درست همان روزی ست که تیم پروژه EHT و سازمان های مرتبط آن، نتایجی را که آن ها را “پیشگامانه” توصیف می کنند، عرضه خواهند کرد.

پیش تر از این ها نیز ستاره شناس و فیزیک دانی موسوم به ژان پیر لومینت تصویر خود از رویداد سیاه چاله را در سال ۱۹۷۸ میلادی به ثبت رساند. این تصویر که بر مبنای عینیت بخشی ذهنی او بوده و بر اساس محاسباتش ترسیم شده بود، به وسیله ابزار کامپیوتری مصور گردید. لومینت با کمک کامپیوتر پانچ کارت IBM 7040، توانست چیزی شبیه به سیاه چاله را ترسیم کند.

ثبت نخستین تصویر یک سیاه چاله

اگر چه در آن زمان یعنی حوالی سال های ۱۹۶۰ تا ۱۹۷۰ میلادی، تصور آن چنانی از سیاه چاله وجود نداشت و هنوز مردم نسبت به هویت آن کنجکاو نبودند؛ اما لومینت به دنبال چرایی وجود سیاه چاله پیش می رفت.

او این طور می گوید که؛ ” از خود می پرسم و بسیار تعجب آور است که چطور ستاره ای بدون داشتن هیچ گونه اثر درخشش و نورانی بودن، می تواند آثار مرئی داشته باشد.”

آن چیزی که لومینت بر مبنای داده های خروجی کامپیوتر IBM خود، روی کاغذ آورد حاکی از جرمی غیرمسطح بود. این با داده ها و اطلاعات امروزی نیز مطابق درمی آید؛ زیر جاذبه و گرانش شدید در سیاه چاله ها، اجازه وجود سطح صاف و مسطح را نمی دهد.

وی در این خصوص توضیح داده است: “میدان گرانشی در نزدیک سیاه چاله، به پیچش و خمیدگی شعاع های نور نزدیک می گردد؛ درست در همین نقطه است که دنباله ی دیسک سیاه چاله را می بینیم.”

توده ی برافزایشی شکلی شبیه به یک دیسک داشته و حول محور جرم حجیم و عظیم الجثه ای در دوران است.

پس از لومینت افراد دیگری نیز برای برملا ساختن ماهیت سیاه چاله ها، قدم هایی برداشتند. حتی در فیلم “میان ستاره ای” ساخته ی کریستوفر نولان در سال ۲۰۱۴ میلادی، تصویر بسیار نزدیک به سیاه چاله را می بینیم. چیزی که نولان در این فیلم از سیاه چاله به تصویر کشیده است؛ در واقع تمثیلی از داده های لومینت و کیپ تورن (ستاره شناس دیگری که روی نظریه سیاه چاله ها فعالیت داشت) می باشد.

ثبت نخستین تصویر یک سیاه چاله

البته سیاه چاله های واقعی از چیزی که نولان روی پرده سینما نشان داد، فاصله دارند. به واقع نولان شکلی رویایی و تماشاگرپسند از سیاه چاله را به نمایش درآورد و در جذب مخاطب و کنجکاو ساختن جامعه ی جهانی نسبت به این پدیده نیز موفق بود.

لومینت سیاه چاله را این طور توصیف می کند که هیچ گونه تقارنی در آن وجود ندارد و در عین حال درخشش بسیار زیادی از آن ساطع می شود. سرعت چرخش قرص یا دیسک برافزایشی حول سیاه چاله می تواند به سرعت نور برسد و در همین نقطه اثر داپلر پدید می آید.

اثر داپلر چیست؟

اثر داپلر به تغییر فرکانسی که از دید ناظر نسبت به فرکانس یا طول موج مبدأ رویت می شود، اطلاق می گردد.

شبیه سازی LIGO از تلفیق سیاه چاله ها

شبیه سازی LIGO از تلفیق سیاه چاله ها در سال ۲۰۱۶ میلادی به ثبت رسید. در این تلفیق دو سیاه چاله با سرعت زیادی دور هم تنیده و رفته رفته بافت و شعاع اطراف آن ها با یکدیگر آمیخته می گردد. تا آن جایی که گرانش و جاذبه میان هسته آن دو، یکدیگر را جذب کرده و یک سیاه چاله بزرگتر از قلب آن متولد می گردد.

با توجه به چیزی که LIGO به تصویر درآورده است، در محیط اطراف سیاه چاله ها، ستاره ها در حرکت هستند و تنها در شعاعی وابسته به آن ها؛ هر چیزی به درون کشیده می شود. هر جرمی که به شعاع سیاه چاله نزدیک شود، ناگزیر به داخل هسته آن کشیده خواهد شد. به علاوه هر سیاه چاله به تنهایی دارای سایه ای از همزاد خود در پشت می باشد.

ثبت نخستین تصویر یک سیاه چاله به نام ساگیتاریوس A*

امروز قرار است که EHT سرانجام تصویری از سیاه چاله ی ساگیتاریوس A* را به ثبت برساند. این ثبت نخستین تصویر یک سیاه چاله در تاریخ نجوم و  ستاره شناسی خواهد بود. این سیاه چاله در مرکز کهکشان راه شیری قرار دارد و به زعم ستاره شناسان و منجمان از بزرگترین سیاه چاله های این منظومه می باشد.

البته تصور نکنید که تصویر دریافتی EHT می تواند چیزی مانند شبیه سازی های نولان و یا حتی خلق LIGO باشد؛ بلکه شاید تمام چیزی کهاز این تلسکوپ فضایی دریافت کنیم، تنها در چند پیکسل خلاصه شود.

البته در این صورت احتمالا تلکسوپ های فضایی بیشتری به یاری گرفته خواهند شد تا تصویر واضح تر و قابل توصیف تری از سیاه چاله ساگیتاریوس A* به دست بیاید.

در صورتی که این تصویربرداری با موفقیت به پایان رسیده و EHT بتواند تصویر قرص برافزایشی را ثبت کند، قدم بزرگی در شناخت و بررسی سیاه چاله ها برداشته خواهد شد.

سمیرا نقیبی
کارشناسی ریاضی محض خواجه نصیر/ چندین سال سابقه کاری در سرپرستی فروش محصولات شبکه داشتم و از سال 93 به بعد سفر هیجان انگیز به دنیای بی انتهای تولید محتوا و سئو برای من آغاز شد. به تکنولوژی، گردشگری، بهداشت و سلامت و هر چیز زمینی و آدمیزادی علاقه مند هستم...