روایتی از ثبت نخستین تصویر واقعی سیاه‌چاله

کاترین لوئیس بومن دانشمند آمریکایی که موفق به ثبت نخستین تصویر واقعی از سیاه‌چاله شد اطلاعاتی را در مورد چگونگی ثبت این تصویر ارائه کرد.

روایتی از ثبت نخستین تصویر واقعی سیاه‌چاله

به گزارش خبرنگار گروه علمی و دانشگاهی خبرگزاری فارس، همزمان با انتشار نخستین تصویر از یک سیاهچاله، نام یک زن جوان هم سر زبان‌ها افتاد، «کاترین لوئیس بومن» دانشمند 29 ساله تصویربرداری آمریکایی و عضو تیم 200 نفره‌ پروژه ثبت نخستین تصویر سیاه‌چاله‌ای است . او بانی اصلی الگوریتمی بود که داده‌های دریافتی از تلسکوپ‌ها را به تصویر واقعی از سیاه‌چاله بدل کرد.

براساس این گزارش، بومن در سخنرانی، در مورد اینکه چگونه می‌توان تصویری از یک سیاه چاله را گرفت، اطلاعاتی را ارائه کرد و گفت: فیلم «بین‌ستاره‌ای»، تصویر نزدیکی از یک سیاه‌چاله کلان جرم را به نمایش گذاشت که در پشت گازهای درخشان و کشش گرانشی حجیم، سیاه‌چاله نور را به شکل حلقه خم می‌کند. گرچه این عکس واقعی نبوده و صرفا یک اثر گرافیکی است اما تفسیر هنرمندانه‌ای از یک سیاه‌چاله است.

وی ادامه داد: صد سال پیش، آلبرت انیشتین برای نخستین بار تئوری نسبیت عام خود را منتشر کرد. در سال‌های بعد از آن، دانشمندان در اثبات این تئوری شواهد زیادی را به دست آوردند اما آنچه که از نظریه انیشتین پیش‌گویی شد، این بود که سیاه‌چاله به صورت مستقیم قابل مشاهده نیست.

این دانشمند تصویربرداری اظهار داشت: ما پیش از این هیچ عکسی از سیاه‌چاله را ندیده‌ بودیم و این سوال برای ما پیش می آمد که سیاه‌چاله‌ها به چه شکلی هستند؟ شاید برای شما عجیب باشد ولی ما توانستیم تصویری واقعی از سیاه‌چاله را به دست بیاوریم. این تصویر به کمک یک تیم بین‌المللی از دانشمندان، یک تلسکوپ با سایز زمین و الگوریتمی که عکس نهایی را کنار هم قرار می‌دهد، انجام شد.

وی افزود: در اینجا خلاصه‌ای از آنچه که در رسیدن به این عکس رخ داده را با هم مرور می‌کنیم. من در آزمایشگاه علوم کامپیوتری تحقیق می‌کنم که بر روی ساخت کامپیوترهایی که این تصاویر و ویدئوها را ببیند، کار می‌کند.

بومن گفت: اگر شما امشب از روشنایی نور شهر خارج شوید ممکن است شانس دیدن تصویر عالی از کهکشان راه شیری را داشته باشید. اگر میلیون‌ها ستاره را که 26 هزار سال نوری از قلب کهکشان مارپیچی راه شیری دور هستند را بزرگ‌نمایی کنیم در نهایت به گروهی از ستاره‌ها در مرکز کهکشان می‌رسیم که ستاره‌شناسان با کنار زدن غبارهای کهکشانی توسط تلسکوپ مادون قرمز، 16 سال است که به تماشای آنها نشسته‌اند.

این عکاس سیاه‌چاله ادامه داد: اما آنچه را که ما نمی‌بینیم بسیار تماشایی‌تر و شگفت‌انگیز تر است. ستاره‌شناسان متوجه شدند که این ستاره‌ها به دور شی غیرقابل رویتی می‌گردند و با پیگیری مسیر این ستاره‌ها، آنها دریافتند که تنها پدیده‌ای که باعث این حرکت می‌شود، یک سیاه‌چاله کلان جرم است که هر چیزی حتی نور را به داخل خود می‌کشد.

وی افزود: اما اگر ما این بزرگ‌نمایی را بیشتر کنیم، چه اتفاقی می‌افتد؟ ممکن است چیزی را ببینیم که طبق تعاریف دیدنش غیرممکن است. اگر ما در طول موج‌های رادیویی متمرکز شویم انتظار داریم حلقه نوری را ببینیم که به دلیل گرانش عدسی، در اطراف سیاه‌چاله فشرده می‌شود. به عبارت دیگر، سیاه چاله در سایه‌ای واقع در پشت این مواد نوری قرا‌ر می‌گیرد و این حلقه روشن، «منطقه رویداد» سیاه چاله را آشکار می‌کند؛ جایی که کشش گرانشی چنان شدید می‌شود که حتی نور هم نمی‌تواند از آن فرار کند.

بومن خاطرنشان کرد: معادلات انیشتین سایز و شکل این حلقه را پیش‌بینی می‌کند اما از آنجایی که این سیاه‌چاله خیلی از ما دور است، به صورت حلقه بسیار کوچکی ظاهر می‌شود و تماشای این حلقه کوچک مانند تماشای یک پرتقال در سطح ماه است.

این دانشمند گفت: بنابراین طبق پدیده‌ای به نام «تداخل»، محدودیت‌های اساسی برای کوچک‌ترین شیء که ما می‌توانیم ببینیم وجود دارد. این معادله می‌گوید، برای دیدن اشیاء کوچک و کوچک‌تر ما نیاز به تلسکوپ‌های بزرگ و بزرگ‌تر داریم؛ از همین رو محاسبات و خرد کردن اعداد نشان می‌دهد که ما برای تماشای سیاه‌چاله نیاز به تلسکوپی در سایز کل زمین داریم!

وی بیان داشت: همانطور که تصور می‌کنید ساختن یک دیش تلسکوپ با بزرگی زمین غیرممکن است اما با همکاری‌های بین‌المللی و اتصال تلسکوپ‌های سراسر زمین به یکدیگر می‌توان تلسکوپ کامپیوتری در سایز زمین ساخت که قادر به بازسازی پدیده افق رویداد یک سیاه‌چاله است. این شبکه تلسکوپی از طریق زمانبندی ساعت‌های اتمی دقیق و از سراسر دنیا، هزاران ترابایت اطلاعات را جمع‌آوری و سپس به آزمایشگاه ماساچوست ارسال می‌کند.

بومن همچنین بیان کرد: نقش من در گرفتن نخستین تصویر از سیاه چاله، طراحی الگوریتمی بود که تصویر قابل قبول و منطبق با اندازه گیری‌های تلسکوپ‌ها را پیدا کند؛ به زبان ساده، نوشتن الگوریتمی که داده‌های دریافتی از تلسکوپ‌ها را به تصویر قابل درک برای چشم انسان تبدیل کند.

* الگوریتم در ریاضی و علوم کامپیوتری به فرایند دستوری گفته می شود که مسئله‌ای را حل می‌کند

این دانشمند در پایان صحبت‌های خود خاطرنشان کرد: ما توانستیم با اعتماد بیشتری به الگوریتم‌هایمان این کار را انجام دهیم و با کنار هم قراردادن قطعات ریز تصاویر روزانه و مشابهی از تلسکوپ‌ها، تصویری از سیاه‌چاله را که پیش از این هرگز ندیده‌ بودیم، خلق کنیم.

گفتنی است؛ روز 10 آوریل سال جاری رویدادی بی‌نظیر در نجوم به وقوع پیوست و دانشمندان موفق به ثبت نخستین تصویر واقعی از سیاه‌چاله شدند. این سیاه‌چاله «Pōwehi» نام دارد و با دوربین تلسکوپ «افق رویداد» ثبت شده است. نام این سیاه چاله در زبان هاوایی به معنای «منبع تاریکی زینت داده خلقت بی پایان» است.

منبع :

مشاوره تلفنی انتخاب رشته کنکور 98

با رتبه ام در کنکور 98 احتمال دارد در چه رشته و دانشگاهی قبول شوم؟
پاسخ به سوال های شما درباره سهمیه ها ،پردیس ،شبانه ، غیر انتفاعی و ...

از طریق تلفن ثابت در سراسر کشور بدون پیش شماره
با شماره 9099071219 تماس بگیرید