الثقب الأسود تم تصويره لأول مرة بواسطة M87
جرب الثقب الأسود في M87 عن قرب! في العاشر من أبريل ، تمكنت البشرية من رؤية صورة لثقب أسود هائل لأول مرة. إنه إنجاز جلب معه العديد من أجهزة الكمبيوتر العملاقة ، وثمانية تلسكوبات ، ومئات الباحثين ، وكميات هائلة من البيانات. نتائج المشروع تلسكوب أفق الحدث (EHT) لديها مدير المشروع Sheperd Doeleman في مؤتمر صحفي مشترك بث مباشر أعلن في جميع أنحاء العالم. لم تقدم النتائج صورة سيتم دمجها قريبًا جدًا في المواد التعليمية حول العالم. مرة أخرى أكدوا نظرية النسبية العامة لأينشتاين وأعطوا علماء الفيزياء الفلكية صورة مقربة غير مسبوقة لهذه الظواهر السماوية الغامضة..
الثقب الأسود لـ Messier 87
تُظهر الصورة الثقب الأسود في وسط المجرة العملاقة ميسييه 87 في كوكبة العذراء. تقع هذه المجرة على بعد حوالي 53.5 مليون سنة ضوئية من الأرض. تبلغ كتلة الثقب الأسود حوالي 6.5 مليار ضعف كتلة شمسنا. مثل هذا الحجم يصعب تخيله! ومع ذلك ، فإن هذا ليس أكبر ما عرفناه على الإطلاق.
هذا العنوان التقطه ثقب أسود في وسط المجرة NGC 1277 في كوكبة فرساوس. كتلته تعادل 17 مليار شمس!
ميسييه 87 هي واحدة من أكبر المجرات وأكثرها إضاءة في الكون المحلي
صور الثقب الأسود في وسط M87 ولكن كيف?
تلسكوب أفق الحدث ليس تلسكوبًا تقليديًا. يشير الاسم إلى مجموعة من ثمانية تلسكوبات راديو متمركزة في خمس قارات ، وقد رصدت جميعها نفس المنطقة الفضائية لمدة تسعة أيام في أبريل 2017.
في وقت لاحق ، استغرق الأمر عامين كاملين للباحثين لفك وتحليل جميع البيانات من المراصد. لقد كانت أكبر من أن يتم بثها رقميًا. كان لابد من توصيل محركات الأقراص الصلبة ماديًا حتى يتمكن العلماء من معالجتها عبر أجهزة كمبيوتر عملاقة متعددة.
استغرق الأمر من الباحثين ثمانية تلسكوبات لالتقاط الصورة الأولى للثقب الأسود
تم ضغط الصورة الأسطورية ملايين المرات من أحجام بيانات تبلغ 5000 بيتابايت. قال الفريق إن البيتابايت يعادل ما يقرب من 5000 عام من ملفات MP3 ، أو مجموعة الصور الشخصية الكاملة التي تضم 40 ألف شخص خلال حياتهم. ومع ذلك ، لا يبدو أن البهارات هي ما كنا نأمله. يمكن تحسين الجودة من خلال مناهج مستقبلية مختلفة ، وبالتحديد من خلال استخدام خوارزميات جديدة وتركيب تلسكوبات إضافية ذات ترددات أعلى. علماء الفيزياء الفلكية على دراية بهذه الأساليب. على سبيل المثال ، كانت الصورة الأولى للكوكب القزم بلوتو في حالة من الفوضى المطلقة وفقًا لمعايير اليوم. استغرق الأمر 85 عامًا للطيران آفاق جديدة, حتى نتمكن أخيرًا من رؤية الغلاف الجوي الضبابي والتكوينات الصخرية والألوان السطحية.
بلوتو قبل وبعد التحليق التاريخي
حتى الآن ، كان من المستحيل التقاط صورة لثقب أسود. ليس فقط لأنه بعيد جدًا. بل لأن الجاذبية التي يمارسها الثقب الأسود قوية جدًا لدرجة أنه حتى الضوء لا يستطيع الهروب منه. ومع ذلك ، فإن الثقوب السوداء لها ما يُعرف باسم أفق الحدث – حدود تحدد نقطة اللاعودة. لم يعد بإمكان الضوء والمادة التي تعبر هذه العتبة الهروب من الثقب الأسود. يتم تشويه الزمكان في أفق الحدث بحيث يتم إنشاء دائرة مضيئة من المادة التراكمية. إنها تخلق نوعًا من الصورة الظلية للكائن ، وهذا بالضبط ما التقطته EHT.
تُعرف هذه الدائرة النارية من الضوء والمادة بأفق الحدث
أهداف مشروع Event Horizon Telescope
كان لمشروع Event Horizon Telescope في البداية أربعة أهداف علمية رئيسية. الأول كان بسيطًا جدًا – تصوير ثقب أسود. الثلاثة الآخرون كانوا أكثر تعقيدًا. أراد الباحثون معرفة المزيد حول كيفية نمو هذه الظواهر السماوية وما الذي يسبب سقوط المواد فيها في النهاية. أراد الباحثون أيضًا الحصول على فكرة أفضل عن سبب مساهمة الثقوب السوداء الهائلة في دفع التدفقات الهائلة للجسيمات دون الذرية من المجرة إلى الكون الأوسع..
في النهاية ، أراد الباحثون أن يكونوا قادرين على مقارنة عمل أينشتاين بالحاضر. إن نظرية النسبية العامة للعالم الشهير عمرها أكثر من 100 عام وقد أثبتت نفسها بشكل جيد للغاية خلال القرن الماضي. تنبأ أينشتاين بوجود موجات الجاذبية قبل وقت طويل من تمكن البشرية من اكتشافها. تنبأت نظريته أيضًا بأن صورة ظلية أو “ظل” الثقب الأسود سيبدو دائريًا.
مدير المشروع Sheperd Doeleman في المؤتمر الصحفي المشترك
سيكون لدى فريق EHT أحد عشر تلسكوبًا بحلول عام 2020. كما أعرب دويلمان وزملاؤه عن رغبتهم في إطلاق تلسكوب في نهاية المطاف إلى الفضاء لتعزيز جهودهم. “تآمرت الطبيعة لتسمح لنا برؤية شيء اعتقدنا أنه غير مرئي”.
صورة محاكاة لثقب أسود
