يحاول تلسكوب الأفق للحدث التقاط أول صورة على الإطلاق لثقب أسود

Send

نسق علماء الفلك تلسكوبات طبق الراديو في جميع أنحاء العالم إلى كاميرا افتراضية بحجم الأرض لتجربة جديدة جريئة تحاول تقديم أول صورة على الإطلاق لثقب أسود. تم تعيين تعاون التلسكوب على الإعلان عن نتائج كبيرة هذا الأسبوعووصف الأعضاء أيضًا منهجهم البحثي في حديث في مارس.

الثقوب السوداء هي انحناءات شديدة في الزمكان تكون قوية جدًا ، ولا تسمح جاذبيتها الضخمة للهروب من الضوء بمجرد اقترابه بما فيه الكفاية.

فكرة علماء الفلك هي تصوير صورة ظلية دائرية غير شفافة لثقب أسود يلقي على خلفية مشرقة. حافة الظل هي أفق الحدث ، وهي نقطة اللاعودة للثقب الأسود. الصورة تساوي ألف كلمة ، وصورة الثقب الأسود ستكون أداة مهمة لفهم الفيزياء الفلكية وعلم الكونيات ودور الثقوب السوداء في الكون.

إذا وضع رائد فضاء برتقالة على سطح القمر ، فسيكون من الصعب جدًا رؤية ثمار الحمضيات من الأرض. وقال شبرد دوليمان ، مدير مشروع جديد طموح يسمى تلسكوب هوريزون تلسكوب ، إن الثقوب السوداء من الصعب اكتشافها.

شارك Doeleman هذه الحكاية مع جمهور في لوحة في الجنوب في مهرجان الجنوب الغربي (SXSW) في أوستن ، تكساس ، الشهر الماضي. ألقى دوليمان وزملاؤه المتعاونون Sera Markoff و Peter Galison و Dimitrios Psaltis الضوء على كيفية عمل المشروع خلال حدث SXSW ، "EHT: جهد كوكبي لتصوير ثقب أسود."

الثقوب السوداء هي هياكل ضخمة عند مقارنتها بالكواكب والبشر. ولكن ما يبدو لنا كبيرًا ، على نطاق المجرة ، صغير جدًا. لذا فإن تصوير أفق حدث الثقب الأسود معقد.

وقالت سيرا ماركوف ، عالمة الفيزياء الفلكية من جامعة أمستردام ، خلال الجلسة: "أحد أهداف EHT هو حوالي 10 بالمائة من حجم نظامنا الشمسي". يسمى الثقب الأسود الهائل في مركز درب التبانة القوس أ *وأضاف Doeleman ، هو حول حجم مدار عطارد.

إذا استطاعت سفينة فضائية إخراج علماء الفلك من درب التبانة ، وهو أكبر بحوالي 50 مليار مرة من القوس A * ، وفقًا لماركوف ، فإن اكتشاف هذا الثقب الأسود بين مليارات النجوم والكواكب الأخرى في المجرة سيكون أمرًا صعبًا للغاية.

لمراقبة الثقب الأسود الهائل في مركز مجرة درب التبانة ، أو لعرض هدف آخر من أهداف المشروع - الثقب الأسود الهائل في قلب المجرة الإهليلجية العملاقة الفائقة Messier 87 - كان على فريق EHT تحويل الأرض إلى تلسكوب افتراضي منصة. ذلك لأن قدرة التلسكوب على حل الصور تقتصر على حجم الطبق ، وباستخدام مجموعة من الأدوات في جميع أنحاء العالم ، يقوم الفريق بتفكيك الطبق وتشتت القطع على مستوى العالم لجعل عين واحدة كبيرة في الفضاء.

كانت مراصد التلسكوب الراديوي المشاركة في ملاحظات EHT لعام 2017 هي ALMA (Atacama Large Millimeter / submillimeter Array في شيلي ؛ APEX (Atacama Pathfinder Experiment) في شيلي ؛ IRAM 30m (Institut de RadioAstronomie Millimétrique) في إسبانيا ؛ LMT (تلسكوب ملليمتر كبير) في المكسيك ؛ SMT (تلسكوب ما دون المليمتر) في أريزونا ؛ JCMT (تلسكوب جيمس كلارك ماكسويل) في هاواي ؛ SMA (صفيف مقياس الميلميتر) في هاواي ؛ و SPT (تلسكوب القطب الجنوبي) في أنتاركتيكا.

كما تم عمل ملاحظات منسقة في نطاقات الأشعة السينية وأشعة جاما.

القوس A * خامل ، مما يعني أنه لا يستهلك بنشاط الكثير من النجوم والغازات المجاورة ، مما يؤدي إلى إطلاق الإشعاع. يكمن ثقب أسود نشط داخل مسييه 87. وقال ماركوف إنه لرؤية الثقب الأسود الهائل في الحي وتلك الذي يتمايل بعيدًا ، تحتاج التلسكوبات إلى مراقبة "النطاق الكامل للطيف الكهرومغناطيسي ، من الراديو إلى أشعة غاما".

هل كان أينشتاين 100٪ على حق؟

في صميم المشروع ، يريد 200 من علماءه الإجابة على سؤالين ، وفقًا لسيسالتيس ، عالم الفلك والفيزيائي في جامعة أريزونا. الأول هو ببساطة إذا كان من الممكن تصوير ثقب أسود. لكن الشيء الثاني المهم الذي يسألونه هو ما إذا كان أينشتاين على صواب بنسبة 100 في المائة بشأن سلوك الثقوب السوداء.

"أخبرنا أينشتاين قبل 100 عام بالضبط ما يجب أن يكون عليه حجم وشكل ظل ذلك الثقب الأسود. إذا تمكنا من وضع مسطرة عبر هذا الظل ، فسنكون قادرين على اختبار نظرية أينشتاين لحدود الثقب الأسود". قال دليمان.

أراد الفريق أيضًا إنشاء نماذج تصف الثقوب السوداء في ظروف مختلفة ، والتي سيتم مقارنتها بعد ذلك بملاحظات EHT.

في العمل الموصوف في SXSW ، استخدم الفريق وحدات معالجة الرسومات (GPUs) ، مثل تلك المستخدمة في وحدات تحكم ألعاب الفيديو المفضلة لديك أو جهاز الكمبيوتر الخاص بك ، لوضع نموذج لجميع الأصناف الافتراضية لبيئة الثقب الأسود. أنتجوا مئات غيغابايت من بيانات حجم 3D لنمذجة الاحتمالات. وقال بسالتيس إن الفوتونات والبلازما والغاز والمجالات المغناطيسية موصوفة جميعها في توقعات الثقب الأسود.

بمجرد حصولهم على واحدة ، يمكن للفريق مقارنة صورة ظل الثقب الأسود بالسيناريوهات المختلفة التي تعالجها وحدات معالجة الرسومات من أجل إجراء محاكاة أكثر واقعية لكيفية تصرف الثقب الأسود ، بناءً على فهمنا الحالي للفيزياء.

"ما يمكن أن تقدمه لنا صورة الثقب الأسود ، إذا استطعنا الحصول عليه ، هو أخذ شيء هو الأكثر تطرفًا ، وهو أغرب التنبؤ بالنسبية العامة ، وهو أحد الإنجازات العظيمة للعقل البشري ، ودمجها قال جاليسون ، الأستاذ في جامعة هارفارد ، خلال الجلسة: "مع أحدث الإلكترونيات مع تعاون على مستوى الكوكب مع الإحصائيات الأكثر تقدمًا [و] تقنيات التصوير الجديدة". "إن الأمر أشبه بصنع كاميرا جديدة بنوع جديد من الأفلام ، ونوع جديد من العدسات ، ودمجها مع كاميرات أخرى ، كل ذلك في وقت واحد ، وإذا كان ذلك ممكنًا ، إذا استطعنا بالفعل الدخول ورؤية قرب الأفق ".

وأضاف غاليسون أن الصورة الأولى للثقب الأسود ستثبت ، وراء ظل شك - يقصد التورية - أن هذه الهياكل الضخمة والقوية والمراوغة موجودة بالفعل.