يحاول تلسكوب أفق الحدث التقاط أول صورة لثقب أسود

قام علماء الفلك بتنسيق تلسكوبات الأطباق الراديوية في جميع أنحاء العالم في كاميرا افتراضية بحجم الأرض لإجراء تجربة جديدة جريئة في محاولة لتقديم أول صورة على الإطلاق لثقب أسود. تم تعيين تعاون التلسكوب على الإعلان عن النتائج بشكل كبير هذا الأسبوع ، ووصف الأعضاء أيضًا نهجهم البحثي في ​​حديث في مارس.



الثقوب السوداء هي أعوجاج شديدة في الزمكان وهي قوية جدًا ، ولا تسمح جاذبيتها الهائلة للضوء بالهروب بمجرد أن يقترب بدرجة كافية.



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

متعلق ب: 'نتيجة رائدة' قادمة من تلسكوب الأفق لحدث الصيد ذي الثقب الأسود



صورة ثابتة لمحاكاة فيديو تُظهر الشكل الذي قد يبدو عليه ظل الثقب الأسود. ظهرت الرسوم المتحركة في فيلم قصير عن مشروع Event Horizon Telescope (EHT) ، من إنتاج بيتر جاليسون وشيلد كينغ. شاهد إعلانًا مباشرًا عن Event Horizon Telescope

صورة ثابتة لمحاكاة فيديو تُظهر الشكل الذي قد يبدو عليه ظل الثقب الأسود. ظهرت الرسوم المتحركة في فيلم قصير عن مشروع Event Horizon Telescope (EHT) ، من إنتاج بيتر جاليسون وشيلد كينغ. شاهد إعلانًا مباشرًا عن النتائج الأولى لـ Event Horizon Telescope في 10 أبريل 2019 الساعة 9 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة. هنا .(رصيد الصورة: EHT Outreach / موقع يوتيوب )

إذا وضع رائد فضاء برتقالة على سطح القمر ، فسيكون من الصعب جدًا رؤية ثمار الحمضيات من الأرض. قال شيبرد دويلمان ، مدير مشروع جديد طموح يسمى Event Horizon Telescope ، إنه من الصعب تحديد الثقوب السوداء.



شارك Doeleman هذه الحكاية مع جمهور في حلقة نقاشية في مهرجان South by Southwest (SXSW) في أوستن ، تكساس ، الشهر الماضي. قام Doeleman وزملاؤه المتعاونون Sera Markoff و Peter Galison و Dimitrios Psaltis بإلقاء 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 كبيرًا بالنسبة لنا هو ، على نطاق المجرة ، صغير جدًا. لذا فإن تصوير أفق الحدث للثقب الأسود معقد.

هذا الفنان



يصور انطباع هذا الفنان ثقبًا أسود فائق الكتلة سريع الدوران محاطًا بقرص تراكم. يتكون هذا القرص الرقيق المكون من مادة دوارة من بقايا نجم شبيه بالشمس تمزق بفعل قوى المد للثقب الأسود. أدت الصدمات في الحطام المتصادم وكذلك الحرارة المتولدة في التراكم إلى انفجار ضوء يشبه انفجار سوبر نوفا.(مصدر الصورة: ESO، ESA / Hubble، M. Kornmesser / N. Bartmann)

قالت سيرا ماركوف ، عالمة الفيزياء الفلكية من جامعة أمستردام ، خلال الجلسة: 'أحد أهداف EHT هو حوالي 10 في المائة من حجم نظامنا الشمسي'. يسمى الثقب الأسود الهائل في مركز مجرة ​​درب التبانة القوس أ * وأضاف دويلمان أن حجم مدار كوكب عطارد يقارب حجمه.

إذا تمكنت مركبة فضائية من إخراج علماء الفلك من مجرة ​​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 لمشاهدة أهداف أخرى للمشروع - الثقب الأسود الهائل في قلب المجرة الإهليلجية العملاقة ميسييه 87 - كان على فريق EHT تحويل الأرض إلى تلسكوب افتراضي برنامج. هذا لأن قوة التلسكوب في حل الصور تقتصر على حجم الطبق الخاص به ، وباستخدام مجموعة من الأدوات في جميع أنحاء العالم ، يقوم الفريق بكسر الطبق بشكل فعال وتشتيت القطع على مستوى العالم لتكوين عين واحدة كبيرة.

متعلق ب: هذا الثقب الأسود الضخم يدور بنصف سرعة الضوء!

تلسكوب القطب الجنوبي المضاء بمجرة درب التبانة و Aurora Australis (الأضواء الجنوبية). شاهد إعلانًا مباشرًا عن Event Horizon Telescope

تلسكوب القطب الجنوبي المضاء بمجرة درب التبانة و Aurora Australis (الأضواء الجنوبية). شاهد إعلانًا مباشرًا عن النتائج الأولى لـ Event Horizon Telescope في 10 أبريل 2019 الساعة 9 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة. هنا .(رصيد الصورة: دانيال ميشاليك / تلسكوب القطب الجنوبي)

كانت مراصد التلسكوب الراديوية المشاركة في ملاحظات EHT لعام 2017 هي ALMA (مجموعة Atacama Large Millimeter / submillimeter في تشيلي ؛ APEX (Atacama Pathfinder Experiment) في تشيلي ؛ IRAM 30m (Institut de RadioAstronomie Millimétrique) في إسبانيا ؛ LMT (تلسكوب كبير المليمتر) في المكسيك ؛ SMT (تلسكوب بملمتر) في أريزونا ؛ JCMT (تلسكوب جيمس كليرك ماكسويل) في هاواي ؛ SMA (مصفوفة SubMillimeter) في هاواي ؛ و SPT (تلسكوب القطب الجنوبي) في أنتاركتيكا.

تم إجراء ملاحظات منسقة أيضًا في نطاقات الأشعة السينية وأشعة جاما.

القوس A * نائم ، مما يعني أنه لا يستهلك بنشاط الكثير من النجوم والغازات القريبة ، مما يؤدي إلى إطلاق الإشعاع. يتربص ثقب أسود نشط داخل Messier 87. لعرض الثقب الأسود الهائل في الحي والثقب الذي يبتعد بعيدًا ، تحتاج التلسكوبات إلى مراقبة 'النطاق الكامل للطيف الكهرومغناطيسي ، بدءًا من الراديو وحتى أشعة جاما' ، كما قال ماركوف.

شبكة Event Horizon Telescope ، التي تم تعيينها على خرائط Google مع بيانات من NASA و TerraMetrics. شاهد إعلانًا مباشرًا عن Event Horizon Telescope

شبكة Event Horizon Telescope ، التي تم تعيينها على خرائط Google مع بيانات من NASA و TerraMetrics. شاهد إعلانًا مباشرًا عن النتائج الأولى لـ Event Horizon Telescope في 10 أبريل 2019 الساعة 9 صباحًا بتوقيت شرق الولايات المتحدة. هنا .(رصيد الصورة: Event Horizon Telescope)

هل كان أينشتاين على حق 100٪؟

في جوهر المشروع ، يريد علماءه البالغ عددهم 200 الإجابة عن سؤالين ، وفقًا لبسالتيس ، عالم الفلك والفيزياء بجامعة أريزونا. الأول هو ببساطة إذا كان تصوير الثقب الأسود ممكنًا. لكن الشيء المهم الثاني الذي يسألونه هو ما إذا كان أينشتاين محقًا بنسبة 100٪ في كيفية تصرف الثقوب السوداء.

أخبرنا أينشتاين قبل 100 عام بالضبط ما هو الحجم والشكل الذي يجب أن يكون عليه ظل [الثقب الأسود]. إذا تمكنا من وضع مسطرة عبر هذا الظل ، فسنكون قادرين على اختبار نظرية أينشتاين لحدود الثقب الأسود.

أراد الفريق أيضًا بناء نماذج من شأنها أن تصف الثقوب السوداء في ظروف مختلفة ، والتي ستتم مقارنتها بعد ذلك بأرصاد EHT.

يُظهر مخطط المعلومات الرسومي هذا محاكاة للتدفق (الأحمر الساطع) من ثقب أسود وقرص التراكم المحيط به ، مع صور محاكاة للأشكال الثلاثة المحتملة لأفق الحدث

يُظهر مخطط المعلومات البياني هذا محاكاة للتدفق الخارجي (أحمر لامع) من ثقب أسود وقرص التراكم المحيط به ، مع صور محاكاة للأشكال الثلاثة المحتملة لظل أفق الحدث.(رصيد الصورة: ESO / N. Bartmann / A. Broderick / CK. Chan / D. Psaltis / F. Ozel)

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 ، لنمذجة جميع الأنواع الافتراضية لبيئة الثقب الأسود. لقد أنتجوا مئات الجيجابايت من بيانات الحجم ثلاثية الأبعاد لنمذجة الاحتمالات. قال Psaltis إن الفوتونات والبلازما والغاز والمجالات المغناطيسية موصوفة جميعها في توقعات الثقب الأسود.

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

ما يمكن أن تفعله صورة الثقب الأسود بالنسبة لنا ، إذا تمكنا من الحصول عليها ، هو أن نأخذ شيئًا هو الأكثر تطرفًا ، وهو أغرب توقع للنسبية العامة ، وهو أحد الإنجازات العظيمة للعقل البشري ، [و] نجمعه قال جاليسون ، الأستاذ في جامعة هارفارد ، خلال الجلسة: 'باستخدام الإلكترونيات الأكثر تقدمًا مع التعاون على نطاق كوكبي مع الإحصاءات الأكثر تقدمًا [و] تقنيات التصوير الجديدة'. إنه يشبه صنع كاميرا جديدة بنوع جديد من الأفلام ، نوع جديد من العدسات ، ودمجها مع كاميرات أخرى ، كل ذلك مرة واحدة ، وإذا كان من الممكن أن يحدث ذلك ، إذا كان بإمكاننا فعلاً الدخول ورؤية ما يقرب من الأفق '.

أضاف جاليسون أن الصورة الأولى للثقب الأسود ستثبت ، بما لا يدع مجالاً للشك - المقصود من التورية - أن هذه الهياكل العملاقة والقوية والمراوغة موجودة بالفعل.

تابع دوريس إلين سالازار على تويتر تضمين التغريدة . تابعنا على تويتر تضمين التغريدة و على موقع التواصل الاجتماعي الفيسبوك .