اولین تصویر از یک سیاه‌چاله و افق رویدا آن

برای سال‌های طولانی تلسکوپ افق رویداد (Event Horizon) به دنبال ثبت یک تصویر از سیاه‌چاله‌ها بوده است. در واقع به جز تخیل عمومی از سیاه‌چاله تاکنون تصویر واقعی از آنها دیده نشده است زیرا آنها نامرئی هستند.

به گزارش تاپ دیجیت و به نقل از ساینس آلرت، قطب‌های گرانشی سیاه‌چاله‌ها به قدری قدرتمند هستند که هیچ چیز نمی‌تواند از آن بگریزد. رادیوگرافی الکترومغناطیسی نظیر اشعه ایکس، مادون قرمز، امواج نوری و رادیویی اجازه شناسایی آنها را می‌دهند.

بخشی از سیاه‌چاله که از آن هیچ بازگشتی نیست افق رویداد نام دارد جایی که هیچ کس دوست ندارد در آن باشد، با این حال افق رویداد کلید تصویرسازی سیاه‌چاله است. در حالی که هیچ شانسی برای مشاهده سیاه‌چاله وجود ندارد، شانس بالایی برای مشاهده افق رویداد وجود دارد و با تشکر از تلسکوپ افق رویداد به طور دقیقی نزدیک به مشاهده آن هستیم. 

بیشتر بخوانید: ثبت اولین تصویر واقعی از یک سیاه چاله

پیش از آنکه تلسکوپ افق رویداد وجود داشته باشد یک اخترشناس به نام جین پیر لومینه (Jean-Pierre Luminet) در سال ۱۹۷۸ یک شکل تجسمی از سیاه چاله ارائه کرده بود. البته شکل لومینه یک تصویر واقعی نبود. او که پیشینه‌ای در ریاضیات نداشت از مهارت خود در شبیه‌سازی کامپیوتری استفاده کرد. لومینه می‌گوید: در آن زمان این مسئله بسیار هیجان انگیز بود و کسی حرف او را باور نمی‌کرد. 

او می‌گوید: من می‌خواستم که فیزیک عجیب و غریب سیاه‌چاله‌ها را کشف کنم و مکانیسمی را پیشنهاد کردم که می‌توانست به دریافت آثار غیرمستقیم آنها کمک کند. همچنین به دنبال معنا بخشیدن به آن با نام لومینه این ایده را که یک ستاره غیرنورانی چگونه می‌تواند پدیده‌های غیرقابل مشاهده ایجاد کند را دوست داشتم. براساس داده‌هایی که کامپیوتر ارائه داده بود لومینه آنها را با خودکار و جوهر بصورت دستی بر روی نگاتیو پیاده سازی کرد.

تصویری که در بالا مشاهده میشود، نشان می‌دهد که اگر به اندازه کافی به مشاهده سیاه چاله نزدیک باشیم خواهیم دید که مواد به صورت دیسک صاف به درون سیاه چاله سقوط می‌کنند. البته به نظر نمی‌رسد که دیسک صاف باشد زیرا نیروی گرانش سیاه‌چاله به اندازه‌ای قدرتمند است که نور را خم می‌کند. 

بیشتر بخوانید: ۱۰ واقعیت عجیب درباره سیاهچاله ها که اخیرا کشف شده

انحنای امواج نور تصویر ثانویه ایجاد کرده و به ما اجازه می‌دهد تا آنسوی دیسک یکپارچه را در سمت مخالف سیاه‌چاله مشاهده کنیم. لومینه اولین نفری بود که مجذوب اسرار سیاه‌چاله شده بود ولی تنها فرد نیز نبود، افراد دیگری نیز تلاش کردند تا سیاه‌چاله‌ها را به تصویر بکشند.

اولین تصویر از یک سیاه چاله و افق رویدا آن
تصویر شبیه سازی شده از سیاه چاله گارگانتوا در فیلم Interstellar

کریستوفر نولان (Christopher Nolan) در فیلم میان ستاره‌‌ای (Interstellar) در سال ۲۰۱۴ به دلیل آنچه که نمایش تصویری دقیق از یک سیاه‌چاله عنوان شده است، مورد تحسین قرار گرفت. او برای این کار تا حد زیادی یافته‌‌های لومینه را مورد استناد قرار داد و از مشاوره یک فیزیکدان به نام کیپ تورن (Kip Thorne) هم استفاده کرد. در نهایت برای اینکه تصویر نهایی، کمتر گیج‌‌کننده به نظر برسد و در فیلم زیباتر جلوه کند تا حدی ساده‌‌سازی شد.

تصویر شبیه‌سازی شده بسیار تحسین برانگیز بود اما لومینه و تورن هر دو معتقدند که یک سیاه‌چاله واقعی مشابه آنچه که در فیلم نولان دیدیم نخواهد بود.

اولین تصویر از یک سیاه چاله و افق رویدا آن
تصویر سیاه چاله گارگانتوا که توسط تورن و همکارانش ارائه شده است

تصویر اولیه و ثانویه از نیروهای گرانشی سیاه چاله صحیح بودند اما برخلاف تصویر لومینه دیسک نورانی یکنواخت است. به عقیده لومینه عدم تقارن نور در اطراف یک سیاه‌چاله مشخصه‌ بارز آن است به این دلیل که سیاه‌ چاله‌ها بخش‌‌های داخلی دیسک را با سرعت نور به چرخش در می‌‌آورند و باعث ایجاد یک اثر دوپلر قدرتمند می‌‌شوند. او در یک یادداشت ۱۵ صفحه‌ای، به نقد علمی فیلم Interstellar پرداخت و تورن نیز یک کتاب را درباره این موضوع به چاپ رساند.

احتمالا متوجه شده‌اید که تاکنون تصاویر متفاوتی از سیاه‌چاله‌ها ارائه شده است. علت این تفاوت‌‌ها آن است که در برخی تصاویر، یک سیاه چاله خفته به نمایش درمی‌‌آید و برخی دیگر، بدون دیسک گردان یا قرص برافزایشی نمایش داده می‌‌شوند. 

اما به تلسکوپ افق رویداد بازگردیم که روی یک سیاه‌چاله کلان جرم در مرکز کهکشان مسیه ۸۷ موسوم به M87 متمرکز شده است. هنوز نمی‌دانیم قرار است چه چیزی را به ما نشان دهد؛ حتی این احتمال وجود دارد که داده‌های این تلسکوپ، در قالب تعدادی پیکسل تار به ما برسند. در این صورت، دانشمندان باید تلسکوپ‌های دیگری را هم به کمک آن بفرستند و دوباره تلاش کنند.

امید می‌رود موفقیت چنین پروژه‌ای درک بهتری از پلاریزاسیون انرژی تابشی، ساختار میدان گرانشی و فواره‌های نسبیتی سیاه‌چاله‌ها به ما بدهد. البته همان‌ طور که لومینi هم می‌گوید هیجان‌انگیزترین چیز درباره ماموریت تلسکوپ افق رویداد امکان ثبت تصویری از قرص برافزایشی و افق رویداد یک سیاه‌چاله است.

بیشتر بخوانید: شبیه سازی سیاه چاله ساگیتاریوس ای در مرکز کهکشان راه شیری

مطالب مشابه

ارسال نظر

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.