اولین عکسبرداری واقعی از یک سیاه چاله فضایی!

به گزارش کلیک ،شاید یکی از مهم ترین دلایل جذب مخاطب در مورد سیاه چاله های فضایی و دلیل این موضوع که امروزه سینمای آمریکا در سال حداقل چند عنوان فیلم سینمایی مرتبط با موضوع سیاه چاله های فضایی را منتشر می کند این مساله باشد که اساسا تا به امروز هیچ کسی موفق به دیدن این پدیده های نجومی نشده و شکل و شمایل واقعی آنها همیشه در هاله ای از ابهام قرار داشته است.

البته این موضوع در حال تغییر بوده و دانشمندان امیدوارند که در آینده ای نزدیک بشر بتواند برای نخستین بار تصاویر ثبت شده ای را از سیاه چاله های فضایی مشاهده کند؛دانشمندان در حال پیاده سازی تکنیکی برای این منظور هستند که در آن چندین تلسکوپ موجود در سرتاسر کره زمین به صورت شبکه ای به هم متصل خواهند شد و تشکیل یک ابر تلسکوپ مجازی را خواهند داد که خواهد توانست برای اولین بار تصویری را از یک سیاه چاله فضایی به ثبت برساند.

سیاه چاله های فضایی مناطقی در فضا هستند که در آن نیروی گرانشی به قدری قوی و شدید است که هیچ چیزی در مجاورت آن قدرت فرار کردن را نخواهد داشت،حتی نور هم نمیتواند قدرت گرانشی سیاه چاله را تحمل کند و به اعماق آن بلعیده خواهد شد.

وجود سیاه چاله های فضای برای اولین بار به صورت تئوری توسط کارل شوارز چایلد و در سال ۱۹۱۵ مطرح گردید،در واقع وی وجود سیاه چاله های فضایی را به عنوان پاسخی به معادله جنجال بر انگیز آلبرت انشتین و یا معادله نسبیت عام مطرح کرده بود.

تا به امروز نجوم شناسان مستنداتی جسته و گریخته را در مورد جای گیری سیاه چاله های فضایی با جثه ای معادل یک میلیون تا یک میلیارد برابر بزرگتر از خورشید منظومه شمسی در قلب کهکشان ها را ارائه کرده اند ولی این مستندات هنوز هم نقاط مبهم زیادی را در مورد سیاه چاله هابی فضایی به جای گذاشته اند.

یکی از دلایلی که به گونه ای وجود سیاه چاله های فضایی را برای نجوم شناسان به موضوعی غیر قابل انکار تبدیل می کند وجود نیروی گرانشی ای است که باعث شده تا ستارگان همیشه به دور مرکز کهکشان ها حرکت مستمر گردشی داشته باشند،یکی دیگر از نشانه هایی که وجود تئوری سیاه چاله های فضایی را تایید می کند دیده شدن هاله های عظیمی از پلاسمای گداخته در فضاست،دانشمندان معتقدند که وقتی حجم زیادی از گرد و غبار فضایی مجاور سیاهچاله به آن وارد شود(سیاه چاله از این مواد به عنوان سوختی برای فعالیت های خود استفاده می کند)شارش های نورانی پلاسما از سیاهچاله به فضا جریان پیدا می کند،سرعت انتشار این شار های نورانی پلاسما تقریبا با سرعت نور برابری می کند.

سال گذشته رصدخانه "موج گرانشی تداخل لیزری" موفق شد تا دلیل محکم تری را نیز برای اثبات وجود سیاه چاله ها به دست بیاورد،دانشمندان این مجموعه طی تحقیقات شگفت انگیز اخیر خود موفق شدند تا برای اولین بار امواجی را در بعد فضا-زمان کشف کنند که دلیل وجود این امواج ادغام دو سیاه چاله فضایی واقع در میلیون ها سال پیش اعلام گردید.

نکته مهم موجود در مباحث پیرامون سیاه چاله های فضایی این است که اکنون که همه دانشمندان در مورد وجود سیاه چاله های فضایی به قطعیت رسیده اند،توجه همگی به این موضوع جلب شده است که حالا که ما قبول کرده ایم که این پدیده های عظیم نجوم شناسی وجود خارجی دارند،سوال بعدی این است که منشا آنها چیست،سیاه چاله ها پس از پیدایش برای رسیدن به وضعیت فعلی خود چه مسیری را طی کرده اند و تاثیر آنها بر کهکشان ها به طور روشن چیست؟

در ابتدای این مطلب به تکنیک جدیدی اشاره کردیم که دانشمندان قصد دارند برای مطالعه سیاه چاله ها از آن استفاده کنند،گفتیم که دانشمندان قصد دارند تا برای تصویر برداری از یک سیاه چاله فضایی از طریق اتصال شبکه ای چندین تلسکوپ فضایی در سرتاسر کره زمین یک ابر تلسکوپ مجازی را بسازند،نام این ابر تلسکوپ فضایی Event Horizon Telescope و یا تلسکوپ افق رویداد نام دارد.

تیم تحقیقاتی مسئول پروزه تلسکوپ افق رویداد امیدوار است که در بازه زمانی بین ۵ تا ۱۴ آپریل که از امروز آغاز می شود بتواند پیش بینی های تئوری در رابطه با وجود سیاه چاله های فضایی را با ثبت عکس از افق رویداد یک سیاه چاله به قطعیت برساند(افق رویداد یک سیاه چاله فضایی محدوده ای در جوار آن است که طبق محاسبات فیزیک اختری هیچ چیزی نخواهد توانست بر نیروی گرانش عظیم سیاه چاله غلبه کرده و سیاه چاله همه چیز را در آن محدوده خواهد بلعید،حتی نور را !)

بدین منظور دانشمندان باید طبق تکنیک جدید خود چندین تلسکوپ رادیویی موجود در دور و اطراف کره زمین را به صورت شبکه ای به یکدیگر متصل کرده و به قول خودشان تلسکوپی مجازی با ابعادی برابر با ابعاد کره زمین تشکیل دهند،محققان سپس به کمک این ابر تلسکوپ مجازی و نیز با بهره گیری از تکنیک های روز نجوم شناسی همچون "تداخل سنجی خط پایه طولانی" و "تصویربرداری ترکیبی"خواهند توانست تا نگاهی به قلب منظومه شمسی انداخته و برای اولین بار سیاه چاله فضایی جای گرفته در مرکز کهکشان راه شیری را مشاهده نمایند،آنها انتظار دارند تا سیاه چاله مذکور جثه ای معادل با ۴ میلیون برابر کره زمین را داشته باشد.

نجوم شناسان می دانند که هاله هایی از گرد و غبار و نیز گازها به دور این سیاه چاله فضایی در حال حرکت گردشی هستند،یکی از مسائل پیش بینی شده توسط کارشناسان این است که به هنگام مشاهده،نور ساتع شده از این هاله ها تحت تاثیر میدان گرانشی عظیم اطراف سیاه چاله فضایی منحرف خواهد شد.

دانشمندان انتظار دارند که رنگ و نیز شدت روشنایی هاله مذکور نیز به طوری که قبلا در آزمایشگاه ها شبیه سازی شده است تغییر نماید؛نهایتا چیزی که دانشمندان انتظار دیدن آن را در اطراف سیاه چاله دارند هاله ای دیسک مانند نبوده و انتظار می رود تا با شکلی شبیه به یک حلال درخشان رو به رو شوند.

ابر تلسکوپ مجازی مذکور از مجموعه ۹ تلسکوپ مختلف نشکیل شده که هر کدام از آنها در گوشه ای از کره زمین در حال فعالیت خود هستند،برخی از این تلسکوپ ها به صورت انفرادی فعالیت می کنند و برخی دیگر از آنها نیز خود مجموعه های کوچکی از تلسکوپ ها هستند که در محل هایی همچون کشورهای شیلی،اسپانیا،هاوایی،مکزیک و آمریکا فعالیت دارند.

دانشمندان برای ساخت این ابر تلسکوپ فضایی سالها تحقیق و مطالعه داشته اند،پروژه مذکور سال ها در مرحله تحقیق و توسعه قرار داشته و همه فناوری های به کار رفته در آن با موفقیت آزمایش شده اند،البته ناگفته نماند که در آزمایش های اولیه انجام گرفته مشخص شد که این ابر تلسکوپ مجازی قادر به ارائه دقت محدودی بوده و نیز "وضوح فضایی" آن در حد و اندازه ای نبود که بتوان از آن برای عکس برداری از یک سیاه چاله فضایی استفاده کرد.

برای بدست آوردن قدرت و دقت کافی برای مشاهده یک سیاه چاله دانشمندان مجموعه ای از تلسکوپ های دقیق و به روزی را به ابر تلسکوپ خود اضافه کردند که رصد خانه "آرایه میلیمتری بزرگ آتاکاما" واقع در کشور شیلی و نیز تلسکوپ قطب جنوب از جمله آنها هستند،با اضافه شدن این مجموعه تلسکوپ ها به مجموعه قبلی هم اکنون ابر تلسکوپ قدرت و دقت دو چندانی را از خود نشان می دهد.

در واقع اگر بخواهیم دقت ابر تلسکوپ را در حالت قبل از اضافه شدن مجموعه تلسکوپ های جدید و نیز بعد از آن با هم مقایسه کنیم گویی پیش از این فقط کور سویی از روشنایی را می دیدیم و اکنون می توانیم درک کنیم که کورسویی که پیش از این مشاهده می کردیم مربوط به چراغ های یک خودرو می باشند.

زاویه دید ما نسبت به این سیاه چاله به گونه ای است که همه نور های مرئی ساتع شده از آن به وسیله هاله های فشرده گرد و غبار و نیز گاز های موجود در فضا مسدود شده است.

البته انتظار می رود که ابر تلسکوپ مجازی ساخته شده توسط دانشمندان بتواند از دقت کافی برخوردار باشد و با به کار گیری از طول موج های بلند تر آن دانشمندان بتوانند از سد این مه و غبار کیهانی مزاحم که دید ما را بر روی سیاه چاله فضایی واقع در مرکز کهکشان راه شیری بسته اند عبور کنند.

دقت تلسکوپ ها (کمترین جزییات قابل اندازه گیری توسط آنها)معمولا به صورت زاویه ای بیان می شود که از تقسیم ابعاد جسم بر فاصله مکانی آن از تلسکوپ بدست می آید.

برای مثال می دانیم که اندازه زاویه ای کره ماه نسبت به بیننده ای که بر روی کره زمین قرار دارد در حدود نیمی از درجه است که معادل ۱۸۰۰ آرک ثانیه می باشد،به طور کلی هر چه دیافراگم یک تلسکوپ بزرگتر باشد دقت آن تلسکوپ نیز به مراتب بیشتر خواهد بود،دقت یک تلسکوپ رادیویی با یک دیافراگم ۱۰۰ متری چیزی در حدود ۶۰ آرک ثانیه خواهد بود.

اما پس از متصل کردن چندین تلسکوپ به یکدیگر انتظار می رود که ابر تلسکوپ مجازی افق رویداد به دقتی معادل با ۱۵ تا ۲۰ میکرو آرک انیه دست پیدا کند و اگر اعداد ارائه شده نمی توانند آن طور که باید شما را در جریان دقت این تلسکوپ بگذارد باید بگوییم که با به کار گیری این ابر تلسکوپ مجازی دانشمندان خواهند توانست تا یک دانه انگور را بر روی سطح کره ماه شناسایی کنند.

با وجود اینکه تکنیک به هم متصل کردن و شبکه سازی از چندین تلسکوپ جدا از هم پیش از این نیز مورد آزمایش و خطاسنجی قرار گرفته باید بدانیم که این پروژه هنوز هم با چالش های بزرگی روبرو خواهد بود.

داده های ثبت شده توسط هر تلسکوپ به یک مقر مرکزی مخابره خواهند شد تا ابر کامپیوتر تیم تحقیقاتی در آنجا داده ها را پردازش کرده و نهایتا بتواند تا داده های همه تلسکوپ ها را برای یک نتیجه گیری نهایی با یکدیگر تلفیق کند.

تفاوت در آب و هوا،وضعیت اتمسفر و نیز وضعیت لحظه ای تلسکوپ های فعال در رصد خانه های مختلف که همگی آنها به طور همزمان در حال رصد سیاه چاله هستند می تواند خطاهای محاسباتی ای را موجب شود که در این صورت پروژه به سادگی هر چه تمام تر شکست خواهد خورد،بنا بر این ابر کامپیوتری که وظیفه محاسبات داده های اطلاعاتی را بر عهده دارد باید به گونه ای برنامه ریزی گردد تا قبل از نتیجه گیری نهایی داده های اطلاعاتی دریافتی خود را بر حسب شرایطی که هر رصد خانه به خصوص در آن قرار داشته اصلاح و بازبینی نماید تا محققان از واقعی بودن تصاویر ثبت شده نهایی از سیاه چاله فضایی اطمینان خاطر کسب کنند.

اگر دانشمندان بتوانند همه مشکلات و چالش هایی که به معرفی برخی از آنها پرداختیم را با موفقیت پشت سر بگذارند و نهایتا پروژه به ثبت اولین تصاویر از سیاه چاله فضایی واقع در قلب کهکشان راه شیری بیانجامد،سپس دانشمندان خواهند توانست تا با تفسیر این تصاویر به تئوری پردازی های علمی خود درباره منشا شیمیایی و یا فیزیکی ماده تشکیل دهنده سیاه چاله های فضایی بپردازند و این شروعی بر یک دوره جدید در علم نجوم شناسی خواهد بود که در ابتدایی ترین مرحله این راه خواهیم توانست پاسخ بسیاری ار سوالات حل نشده بشر در مورد کیهان شناسی را بیابیم.

اولین مسئله ای که دانشمندان پس از انجام این پروژه در مورد آن به قطعیت خواهند رسیذ این خواهد بود که اساسا آیا نظریه های آلبرت انشتین در مورد منشا و دلیل نیروی گرانشی عظیم موجود در مرکز کهکشان ها صحیح است؟اگر این نظریات رد شوند نجوم شناسان باید نظریات جایگزینی را برای آن ارائه کنند،سوال اصلی بعدی علم نجوم شناسی در مورد منشا و ساز و کار تششعات درخشان پلاسمایی از درون کهکشان هاست و ...

پس از انجام این ابر پروژه نجوم شناسی امید ها برای ثبت تصاویری از سیاه چاله های فضایی جای گرفته در مرکز کهکشان های مجاور کهکشان ما قوت خواهند گرفت و به جرات می توان گفت که اطلاعاتی به دست خواهد آمد که مطمئنا راز هستی و پیدایش جهان را برای همگان روشن تر خواهد ساخت.