اولین عکس از یک سیاهچاله چرا این قدر مهم است | خبرخوان انجمن های علمی ایران |خبرخوان انجمن های علمی ایران

تاریخ خبر: // کد خبر: 14595 // //

اولین عکس از یک سیاهچاله چرا این قدر مهم است

شعار سال: هرچند نخستین بودن در دنیای ما خیلی مهم است، اما این عکس به غیر از آنکه نخستین تصویر واقعی است که ما از یک سیاهچاله دیده‌ایم نشان داد که چقدر تئوری‌ها، معادلات و مدل‌های تعریف شده ذهنی ما از عالم دقیق هستند. این عکس تنها تصویری از یک سیاهچاله نیست. این [...]
اولین عکس از یک سیاهچاله چرا این قدر مهم است

شعار سال: هرچند نخستین بودن در دنیای ما خیلی مهم
است، اما این عکس به غیر از آنکه نخستین تصویر واقعی است که ما از یک سیاهچاله
دیده‌ایم نشان داد که چقدر تئوری‌ها، معادلات و مدل‌های تعریف شده ذهنی ما از عالم
دقیق هستند. این عکس تنها تصویری از یک سیاهچاله نیست. این قابی از تمام علم بشر است.
این عکس قدم مهمی دیگر در دیدن نادیده‌ها و شناختن میلیون‌ها ناشناخته ما از هستی
است
.

سال‌ها تلاش برای یک فریم
سیاهچاله خودش به تنهایی نادیدنی است. اگر کمی درباره سیاهچاله خوانده باشید
می‌دانید که سیاهچاله به‌عنوان عجیب‌ترین جرم فضایی در واقع ناحیه‌ای از فضا-زمان
است که آنقدر اثر گرانشی بالایی دارد که هیچ‌چیز، حتی ذرات و تابش‌های
الکترومغناطیسی ازجمله نور، توان گریز از آن را ندارند. در واقع سیاهچاله همه‌‌چیز
را می‌بلعد. اگر سیاهچاله نور را هم به درون خود می‌کشد چطور می‌توان از آن عکس
گرفت؟

در واقع از خود سیاهچاله نمی‌توان عکسی گرفت. چون برای ثبت یک تصویر
لازم است نوری از سوژه به دوربین‌های ما برسد. هر چند هیچ نوری پس از عبور از افق
رویداد به بیرون درز نمی‌کند، اما ماده‌ای که اطراف سیاهچاله را در بر گرفته و در
حال سقوط به درون آن است، همینطور که دور سیاهچاله می‌گردد و نزدیک‌تر می‌شود،
چنان گرم می‌شود که شروع به درخشش می‌کند. در واقع اگر بخواهیم دقیق حرف بزنیم
باید بگوییم در واقع دانشمندان موفق شده‌اند تصویری از افق رویداد یک سیاهچاله را
ثبت کنند
.
نقطه بی‌بازگشت سیاهچاله که «افق رویداد» نامیده می‌شود، رمز مهم رصد سیاهچاله‌هاست.
با اینکه امکان رصد مستقیم سیاهچاله وجود ندارد، می‌توان از اثر افق رویداد آن
عکسبرداری کرد. در واقع به‌خاطر ماهیت سیاهچاله که نور هم قابلیت فرار از آن را
ندارد هر تصویری از آن در واقع یک ضد‌نور یا سایه‌نما به‌حساب می‌آید. گازها یا
ستاره‌هایی که در اطراف یک سیاهچاله قرار دارند به دور این سیاهچاله می‌چرخند و
قبل از آنکه به دورن آن بیفتند یا از افق رویداد آن عبور کنند از خود تابشی گسیل
می‌کنند که قابل عکس گرفتن است. در مرکز این تصویر، خود سیاهچاله قرار گرفته است و
اطراف آن نوری است که از ماده‌ در حال سقوط به درون سیاهچاله به ما می‌رسد. حلقه روشن
دور سیاهچاله در واقع مربوط به خمیدگی و انحراف نور در اثر جرم بسیار زیاد
سیاهچاله است
.

همکاری بین‌المللی
دو ابرکامپیوتر،
هشت رصدخانه، ۸۰رادیو تلسکوپ، ۲۰۰نفر
دانشمند از
۱۰۰مؤسسه علمی و
تلاشی در بیشتر از
۱۲سال باعث شد تا
چنین تصویری بتواند به ثبت برسد. رادیو تلسکوپ‌های آلما، ای‌پکس، ایرام، جیمز
کلارک ماکسول، تلسکوپ رادیویی آفونسو سرانو، ارائه زیر میلی‌متری، تلسکوپ رادیویی
زیر میلی‌متری و تلسکوپ قطب جنوب داده‌های اولیه برای تهیه این عکس را جمع‌آوری
کردند
. چندین پتابایت داده به دو مرکز
پردازش ابررایانه‌ای در مؤسسه مطالعات رادیو تلسکوپی ماکس پلانک و مؤسسه فناوری
ماساچوست،
MIT ارسال شد و در آنجا به کمک
الگوریتمی خارق‌العاده مورد تحلیل قرار گرفت و در نهایت این تصویر به‌نظر ساده از
دل آن به‌دست آمد
.

خبر جدید  جریان اجتماعی استارتاپی در کشور شتاب گرفته است

سیاهچاله به زبان ساده



سیاهچاله شاید یکی از شناخته‌ترین واژه‌ها برای عموم علاقه‌مندان به
علم و دانش در جهان باشد. سال‌هاست که این مفهوم پررمز و راز، نظر خیلی‌ها را به‌خود
جلب کرده است. وجود سیاهچاله برای نخستین بار به‌صورتی‌که امروزه در مورد آن صحبت
می‌کنیم با ارائه تئوری نسبیت عام آلبرت اینشتین، محتمل دانسته شد و بعدها
دانشمندان بسیار زیادی که سرآمد آنها استفن هاوکینگ بود در مورد آن تحقیقات بسیار
زیادی انجام دادند. زمانی که آلبرت اینشتین در سال
۱۹۱۵ ایده و نظریه نسبیت عام را مطرح می‌کرد کمتر کسی فکر می‌کرد
این چشم‌انداز تازه به دنیا در دل خود نطفه یکی از عجیب‌ترین موجودات عالم را داشته
باشد. به‌صورت ساده در فیزیک مدرن بعد چهارم به‌صورت فضا – زمان تعریف شده است.
براساس این تعریف جاذبه انحنایی از فضا – زمان به‌حساب می‌آید که جرم آن را ایجاد
می‌کند. بر این اساس هر چقدر جرم جسمی بیشتر باشد این انحنا در فضا – زمان بزرگ‌تر
است. نیوتن گفته بود که همه اجسام تا زمانی که به آنها نیرویی وارد نشود، با سرعت
ثابت در خط مستقیم به حرکت ادامه می‌دهند
. اینشتین
با خودش فکر کرد وقتی که یک جسم به سمت زمین سقوط آزاد می‌کند، نیرویی از بالا به
آن وارد نمی‌شود، ولی جسم به سمت زمین شتاب می‌گیرد. چرا این اتفاق می‌افتد؟
برای
درک این موضوع فضا – زمان را یک صفحه پلاستیکی یا سطح آب یک دریاچه تصور کنید. روی
این صفحه اگر جسمی که جرم زیادی ندارد حرکت کند روی خط مستقیم حرکت می‌کند اما
جسمی با جرم زیاد باعث فرورفتگی در صفحه می‌شود و بر این اساس وضعیت صفحه را تغییر
می‌دهند. اینشتین برای توضیح این موضوع اعلام کرد که اجسام بزرگ همانند زمین، صفحه
فضا – زمان را در نزدیکی خود خم می‌کنند. درست همانند زمانی که یک توپ سنگین روی
همان صفحه پلاستیکی نرم که مثال زده شده قرار می‌گیرد. هر جسم دیگری را که روی این
صفحه بگذارید پس از گذاشتن این توپ سنگین، به سمت مرکز سر می‌خورد
. حالا تصور کنید این توپ یا گلوله سنگین و سنگین‌تر
شود و در نهایت کار از خمیدگی می‌گذرد و در جایی که این توپ قرار دارد نوعی شکاف
به‌وجود می‌آید
. (می‌توانید
بگویید میزان خمیدگی به بی‌نهایت میل می‌کند). این نقطه را اصطلاحا، تکینگی
(Singularity) می‌نامند. این تکینگی‌ها در دهه۱۹۶۰ میلادی به نام سیاهچاله مشهور شدند.
براساس این نظریه این چاله‌های گرانشی آن قدر می‌توانند عمیق و قدرتمند باشند که
به محض اینکه وارد آنها شوید – چه شما چه هر جرمی یا حتی پرتو نور – دیگر راه
برگشتی وجود ندارد. در اطراف این چنین جرمی مرز مشخصی وجود دارد – که به نام شعاع
شوارتزشیلد می‌شناسیم ‌و وابسته به جرم مرکزی است – و این نهایت جایی است که ممکن
است شانسی برای فرار از سقوط به درون سیاهچاله وجود داشته باشد. با گذر از این مرز
آنچه از بیرون سیاهچاله می‌توانیم ببینیم تیرگی مطلق است
.

خبر جدید  حکم دانشیاری دکتر شاد قزوینی اسفند 92

انقلاب علم بشر

مشهورترین عکس‌های فضایی بشر
این روزها نخستین عکس واقعی سیاهچاله مشهور و زبانزد است اما در تاریخ عکس‌های
مشهور فضایی دیگری هم بوده‌اند که سال‌ها نظر مردم جهان را به خوب جلب کرده‌اند
.

طلوع زمین

 

این تصویر توسط فضانوردان آپولو ۸ ثبت شد و مجله لایف آن را یکی از ۱۰۰ تصویر متحول کننده زندگی بشر خوانده است.

قدم‌ روی‌ماه

 

این عکس از باز آلدرین و ردپاهای به جا مانده روی‌ماه یکی از عکس‌های
مشهور فضایی جهان است
.

نقطه سرخ



تصویر خارق‌العاده از مشتری و ناحیه سرخ مشهور آن که توسط ویجر ۱ گرفته شده است.

رنگی از مریخ



اولین تصویر رنگی از مریخ که توسط دوربین پانوراما کاوشگر روح گرفته شد.

عمق عالم



این عکس که ترکیب ۱۰ سال
تصاویر تلسکوپ هابل است هزاران کهکشان هستی را در کنار هم نشان می‌دهد
.

سربلندی نسبیت عام و میان‌ستاره‌ای


نظریه نسبت عام اینشتین بیشتر از یک قرن قبل مطرح شده است اما هر چند
وقت یک‌بار موفقیت جدیدی به‌دست می‌آورد. همین چند سال قبل بود که خبر اثبات وجود
امواج گرانشی در تاسیسات لایگو و تأیید آنچه آلبرت اینشتین براساس تئوری نسبیت عام
خود پیش‌بینی کرده بود همه را شگفت‌زده کرد.آوری برودریک، عضو تیم
EHT از دانشگاه واترلو و نیز مؤسسه‌‌ فیزیک نظری کانادا
هم طی یک کنفرانس خبری در باشگاه مطبوعات ملی در واشنگتن بعد از رونمایی از نخستین
عکس سیاهچاله گفت: امروز، نسبیت عام یکی دیگر از آزمون‌‌های مهم خود را از سر
گذراند. این نخستین آزمونی نیست که نسبیت عام از آن با سربلندی از آن بیرون می‌آید؛
این نظریه توانسته از پس چالش‌های بسیاری در طول
۱۰۰ سال گذشته برآید. در روزهای اخیر همچنین توجه ویژه‌ای به
یک فیلم سینمایی شده است. شاید فیلم میان‌ستاره‌ای ساخته‌ کریستوفر نولان (
۲۰۱۴) به‌دلیل نمایش تصویری دقیق‌تر از سیاه‌چاله
یک مورد خوب برای عامه به‌حساب بیاید. تصویری که در این فیلم از سیاهچاله نمایش
داده می‌شود نسبت به دیگر فیلم‌های سینمایی دقیق‌تر است. دکتر کیپ تورن، فیزیکدان
نظری یکی از تهیه‌کنندگان اجرایی و مشاور علمی فیلم بوده است. شباهت‌هایی هم میان
تصویر ارائه شده و عکس گرفته شده دیده می‌شود هر چند تفاوت‌های مهمی هم وجود دارد.
تورن درباره این فیلم می‌گوید: من روی معادلاتی کار کردم که به ما اجازه می‌داد مسیر
پرتوهای نور در نزدیکی کرم‌چاله یا سیاه‌چاله را پیش‌بینی کنیم. پس آنچه می‌بینید
بر پایه معادلات نسبیت عام اینشتین است
.

خبر جدید  آثار تصویب CTF برای استارت آپ های ایرانی

چهره مشهور


در پروژه ثبت نخستین تصویر سیاهچاله صدها دانشمند فعالیت کرده‌اند اما رسانه‌ها
توجه ویژه‌ای به خانم کتی بومن یا بومان داشته‌اند. تصویر شگفت‌انگیزی که از سیاه‌چاله‌
بسیار بزرگ و سنگین کهکشان
M87 به‌دست آمده، به
لطف الگوریتم‌هایی است که توسط این خانم فارغ‌التحصیل دانشگاه هاروارد، توسعه داده‌
شده است
.
از تلسکوپ‌های مختلف در جهان مجموعه ۵ پتابایت یا ۵میلیون
گیگابایت اطلاعات به‌دست آمده بود. خانم بومن با همکاری ۳ نفر از همکارانش
الگوریتمی را توسعه دادند که تشکیل تصویر با استفاده از کنار هم قرار دادن داده‌های
به‌دست آمده از تلسکوپ‌های رادیویی را ممکن کرد. بخش مهمی از این کار مربوط به
کنار گذاشتن اطلاعات حاشیه‌ای و غیرضروری بود. الگوریتم توسعه داده شده توسط این
تیم تک تک این داده‌ها را به‌صورت یکپارچه در کنار هم قرار داد تا تصویری که دنیا
را مجذوب خود کرد، ایجاد شود. او و همکارانش برای این کار نیاز داشتند تا
الگوریتمی را بسازند که بتواند قطعات این پازل را در کنار هم قرار دهد و در عین
حال نویز را از تصاویر اصلی خارج کند
.

شعار سال، با اندکی تلخیص و اضافات برگرفته از روزنامه هشمهری، تاریخ انتشار ۲۴ فروردین ۹۸، شماره: ۵۲۱۲۹

آخرین اخبار انجمن های علمی

اخبار ویژه

آرشیو

پربازدید

بایگانی شمسی

آمار بازدید وبسایت

  • 0
  • 222
  • 24
  • 203
  • 54
  • 3,145
  • 14,086
  • 149,112
  • 229,082
  • 65,354
  • 13,015
  • 10,676
  • 1
  • مرداد ۱, ۱۳۹۸