چگونه نخستين تصوير تاريخ از سياه چاله‌‌، نبوغ اينشتين را بارديگر به رخ جهانيان كشيد

جهان همچنان شاهد نبوغ حيرت‌‌انگيز آلبرت اينشتين است. پژوهشگران مي‌‌گويند اولين تصوير از سياهچاله كه روز گذشته (۱۰ آوريل) ازسوي پروژه‌ي تلسكوپ افق رويداد (EHT) رونمايي شد، انديشه متخصصينيه‌‌ي صدساله‌‌ي نسبيت عام را تقويت مي‌كند. همان‌‌طور كه مي‌‌دانيد سياه چاله، ناحيه‌‌اي از فضا است كه جرم و چگالي آن به‌حدي بالا است كه هيچ ‌‌شي‌‌اي قادر به گريز از نيروي گرانشي آن نيست. اما اشكال از آنجا ناشي مي‌‌شد كه دربرابر تاريكي مطلق پس‌‌زمينه‌‌ي كيهان، شكار تصويري از اين پديده، كاري بس دشوار به‌‌انديشه متخصصين مي‌‌رسيد. اما به‌‌لطف تلاش‌‌هاي بي‌‌نظير استيون هاوكينگ، ما اكنون مي‌‌دانيم كه اين سياه‌‌چاله‌‌ها تنها حفره‌‌هاي تاريك نيستند. آن‌‌ها قادر هستند جريان‌‌هاي شديدي از پلاسما از خود ساطع كنند و نيز با گرانش عظيمشان، جرياني از ماده را به مركز خود بكشند.

روز گذشته، آوري برودريك، عضو تيم EHT از دانشگاه واترلو و نيز مؤسسه‌‌ي فيزيك انديشه متخصصيني كانادا در طي يك كنفرانس خبري در باشگاه مطبوعات ملي در واشنگتن دي سي گفت:

امروز، نسبيت عام يكي ديگر از آزمون‌‌هاي مهم خود را از سر گذراند.

آرايه‌ي بزرگي از تلسكوپ‌ها از سال ۲۰۱۷ در رصد امواج نوري رسيده از اين سياه‌چاله مشاركت داشته‌اند

نسبيت عام پيش‌بيني‌هاي خاصي در مورد نحوه‌‌ي كاركرد اين پيچش فضا زمان ارائه مي‌‌كند. براي مثال، اين انديشه متخصصينيه ادعا مي‌كند كه سياهچاله ‌ها وجود دارند و هر يك از اين غول‌هاي گرانشي، داراي يك افق رويداد هستند؛ يعني يك نقطه‌‌ي بدون بازگشت كه هيچ چيز (حتي نور)، نمي‌تواند از آن فرار كند. علاوه‌‌بر اين، افق رويداد بايد تقريبا مدور و داراي يك ابعاد قابل‌پيش‌بيني باشد كه به جرم سياه‌چاله بستگي دارد.

اين همان چيزي است كه ما در تصاوير افشاشده در EHT مي‌‌بينيم: شبحي تاريك از يك سياه‌‌چاله‌‌ي كلان‌‌جرم كه در دل يك كهكشان بيضوي عظيم به نام M87 (در فاصله‌‌ي ۵۵ ميليون سال نوري از زمين) قرار گرفته است. برودريك مي‌‌گويد:

اين شبح (واقعا) وجود دارد و تقريبا مدور به‌‌انديشه متخصصين مي‌‌رسد. جرم برآوردشده با تخمين‌‌هاي مرتبط‌‌با ديناميك ستارگاني كه در فاصله‌‌اي ۱۰۰ هزار مرتبه دورتر قرار گرفته‌‌اند، همخواني دارد.

نخستين تصوير از سياه‌چاله چگونه به ثبت رسيد؟

جرم اين سياه‌‌چاله ۶.۵ ميليارد برابر خورشيد ما است. اين عدد حتي در مقايسه‌‌ با معيارهاي ما درمورد سياه‌‌چاله‌‌هاي كلان‌‌جرم نيز بسيار عظيم به‌‌انديشه متخصصين مي‌‌رسد؛ براي مقايسه، جرم سياه‌‌چاله‌‌ي بزرگي كه در قلب كهكشان راه شيري ما قرار گرفته تنها به ۴.۳ ميليون برابر جرم خورشيد مي‌‌رسد. اندازه‌‌گير‌‌ي‌‌هاي انجام‌‌شده درمورد سرعت ماده در نزديكي مركز اين سياه‌‌چاله نيز تقريبا با سرعت نور همخواني‌‌دارد.

همان‌‌طور كه برودريك اشاره مي‌‌كند، اين اولين آزموني نيست كه نسبيت عام از آن با سربلندي از آن بيرون مي‌‌آيد؛ اين انديشه متخصصينيه توانسته از پس چالش‌هاي بسياري در طول ۱۰۰ سال گذشته برآيد.

به‌‌عنوان مثال، نسبيت عام پيش‌بيني مي‌كند كه اجسام بزرگ و پرسرعت مي‌‌توانند امواجي در فضا به نام امواج گرانشي توليد ‌كنند. در سال ۲۰۱۵، «رصدخانه‌‌ي امواج گرانشي باكمك تداخل‌‌سنج ليزري» (LIGO) توانست اين امواج گرانشي را توسط يك ممزوج‌‌كننده ميان دو سياه‌‌چاله آشكارسازي كند. (البته اين سياه‌‌چاله‌ها از نوع كلان‌‌جرم نبودند و مجموع جرم‌‌آن‌‌ها تنها چند ده برابر جرم خورشيد بود.)

بنابراين جاي تعجبي نبود كه درمورد افق‌هاي رويداد نيز حق با اينشتين باشد. بااين‌‌حال، اعضاي تيم EHT مي‌‌گويند كه درستي كاركرد اين انديشه متخصصينيه در حوزه‌اي كه تا به حال مورد مطالعه قرار نگرفته بود، از ارزش بالايي برخوردار است.

شپرد دولمن، مدير پروژه‌‌ي EHT از دانشگاه هاروارد و مركز تحقيقات اخترفيزيك هاروارداسميتسون، در طي يك كنفرانس مطبوعاتي چنين مي‌‌گويد:

فعاليت‌‌هاي EHT درستي انديشه متخصصينيه‌‌هاي اينشتين را در بزرگ‌ترين آزمايشگاه‌‌هاي جهان نشان مي‌دهد.