تلاش براي ديدن سايه سياهچاله
نويسنده:فرشيد كريمي
به گفته اخترشناسان طي چند سال آينده ميتوان سايه كلي سياهچاله واقع در مركز كهكشان راه شيري را مشاهده كرد. در هسته كهكشان راه شيري يك سياهچاله پرجرم قرار دارد كه نور را به درون خود مي مكد و بدين ترتيب باعث نامرئي شدن خود مي شود. اما اختر شناسان مي گويند كه طي چند سال آينده قادر خواهند شد سايه كلي اين سياهچاله را مشاهده كنند. آوري برادريك (Avery Broderick) از مركز اختر فيزيك هاروارد مي گويد" كليد و اساس اختر شناسي سياهچاله اي اكنون در چنگ ماست. ما اكنون مي توانيم سايه اي كه سياهچاله بر روي مواد اطراف خود مي اندازد مشاهده كرده و اندازه و چرخش خود سياهچاله را تعيين كنيم.هيچ چيز حتي نور نمي تواند از حوزه گرانشي شديد يك سياه چاله فرار كند.
و به دليل اينكه از خود نور يا هر گونه شكلي از ماده منتشر نمي كند ، مدرك قابل روئيتي از وجود آنها در دست نيست. اما همينكه ماده به داخل كشيده مي شود ، گرم شده و انرژي را به صورت "نقاط داغ" (Hot Spots) منتشر مي كند. بخشي از اين تابش فرار كرده و قابل رديابي مي گردد. اختر شناسان قبلا تابش ناشي از نقاط داغ را درست بيرون از سياهچاله رديابي كرده اند. آنها عقيده دارند كه اين تابشها پس زمينه اي را ترسيم مي كند كه شناسه و به عبارت ديگر سايه سياهچاله بر روي آن خودنمائي مي كند.به دليل اينكه فن آوري جهت روئيت اين سايه تا چند سال آينده امكان پذير نخواهد بود ، برادريك و آويل اوب از مركز اختر فيزيك هاروارد مدلي را طراحي كرده اند كه ظاهر اين سايه را پيش بيني مي كند. نقطه داغ تابش به دور سياهچاله مي چرخد اما محققين نمي دانند كه آيا خود سياهچاله هم مي چرخد يا نه. بنابراين Broderick و Loeb دو حالت را ايجاد كردند : يكي سياهچاله بدون حركت و ديگري چرخش با حداكثر سرعت. در هر كدام از حالتها ، نقطه داغ بصورت يك حباب با رنگهاي رنگين كماني كه به دور يك صفحه آبي سخت مي چرخد نمايش داده مي شود. صفحه آبي نمايانگر صفحه پيوسته سياهچاله است كه ماده در آن جمع و داغ مي شود تا در نهايت به درون خود سياه چاله مكيده شود.برادريك مي گويد" مشاهده تمام وقايع تا لبه سياهچاله واقع در مركز كهكشان راه شيري يك رصد واقعا قابل ملاحظه است: چاله اي با قطر 10 ميليون مايل كه بيش از 25.000 سال نوري دور مي باشد. بمنظور
روئيت اين سايه ، اختر شناسان به راديو تلسكوپي نياز دارند كه به بزرگي كره زمين باشد. يك چنين تلسكوپي كما بيش درتحقيقات استفاده مي شود. به جاي راديو تلسكوپي كه اندازه غول آساي آن امكان ساخت را غير ممكن مي كند ، اختر شناسان قرائتهاي مجموعه اي از تلسكوپهاي submillimeter سراسر قاره را ادغام خواهند كرد.
قبلا از اين روش كه interferometry ناميده مي شود براي مطالعه پرتوها و علائم طول موج بلند فضاي خارج استفاده شده است. اختر شناسان معتقدند كه بررسي علائم طول موج كوتاه مي تواند تصاويري با كيفيت بالا از ناحيه بيروني سياهچاله ايجاد كند. چاه گرانشي موجود در مركز كهكشان راه شيري بهترين هدف براي رصد با استفاده از interferometryمي باشد زيرا اين روش وسيع ترين منطقه از آسمان را براي رصد سياهچاله پوشش مي دهد. ادغام نتايج رصدهاي انجام شده توسط ابزارهاي فروسرخ مي تواند تصوير با كيفيت تري بوجود آورد.لينكولن گرين هيل (Lincoln Greenhill) از مركز اختر فيزيك هاروارد مي گويد: رصدهاي فرو سرخ و Submillimeter مكمل يكديگر هستند. ما مي بايد هر دو روش را براي بوجود آوردن با كيفيت ترين رصدها مورد استفاده قرار دهيم. اين تنها راهي است كه بتوان يك تصوير كامل از مركز كهكشاني بدست آورد." اما يك تصوير واضح و شفاف از اين سياهچاله تنها حسن شناسائي و رويت سايه آن نيست. اين داده ها در نهايت به اختر شناسان كمك خواهد كرد تا فرضيه نسبيت عام انيشتين را در ميان ميدان گرانشي شديدا قدرتمند يك سياهچاله مورد آزمايش قرار دهند.زمانيكه اختر شناسان به اين هدف نايل شوند ، اولين تصوير از سايه سياهچاله و صفحه يكنواخت درون آن به كتابهاي درسي راه خواهد يافت و نظريات ما در مورد گرانش گستره فضا- زمان كه قويا منحني تصور مي شود مورد آزمايش قرار خواهند گرفت.
و به دليل اينكه از خود نور يا هر گونه شكلي از ماده منتشر نمي كند ، مدرك قابل روئيتي از وجود آنها در دست نيست. اما همينكه ماده به داخل كشيده مي شود ، گرم شده و انرژي را به صورت "نقاط داغ" (Hot Spots) منتشر مي كند. بخشي از اين تابش فرار كرده و قابل رديابي مي گردد. اختر شناسان قبلا تابش ناشي از نقاط داغ را درست بيرون از سياهچاله رديابي كرده اند. آنها عقيده دارند كه اين تابشها پس زمينه اي را ترسيم مي كند كه شناسه و به عبارت ديگر سايه سياهچاله بر روي آن خودنمائي مي كند.به دليل اينكه فن آوري جهت روئيت اين سايه تا چند سال آينده امكان پذير نخواهد بود ، برادريك و آويل اوب از مركز اختر فيزيك هاروارد مدلي را طراحي كرده اند كه ظاهر اين سايه را پيش بيني مي كند. نقطه داغ تابش به دور سياهچاله مي چرخد اما محققين نمي دانند كه آيا خود سياهچاله هم مي چرخد يا نه. بنابراين Broderick و Loeb دو حالت را ايجاد كردند : يكي سياهچاله بدون حركت و ديگري چرخش با حداكثر سرعت. در هر كدام از حالتها ، نقطه داغ بصورت يك حباب با رنگهاي رنگين كماني كه به دور يك صفحه آبي سخت مي چرخد نمايش داده مي شود. صفحه آبي نمايانگر صفحه پيوسته سياهچاله است كه ماده در آن جمع و داغ مي شود تا در نهايت به درون خود سياه چاله مكيده شود.برادريك مي گويد" مشاهده تمام وقايع تا لبه سياهچاله واقع در مركز كهكشان راه شيري يك رصد واقعا قابل ملاحظه است: چاله اي با قطر 10 ميليون مايل كه بيش از 25.000 سال نوري دور مي باشد. بمنظور
روئيت اين سايه ، اختر شناسان به راديو تلسكوپي نياز دارند كه به بزرگي كره زمين باشد. يك چنين تلسكوپي كما بيش درتحقيقات استفاده مي شود. به جاي راديو تلسكوپي كه اندازه غول آساي آن امكان ساخت را غير ممكن مي كند ، اختر شناسان قرائتهاي مجموعه اي از تلسكوپهاي submillimeter سراسر قاره را ادغام خواهند كرد.
قبلا از اين روش كه interferometry ناميده مي شود براي مطالعه پرتوها و علائم طول موج بلند فضاي خارج استفاده شده است. اختر شناسان معتقدند كه بررسي علائم طول موج كوتاه مي تواند تصاويري با كيفيت بالا از ناحيه بيروني سياهچاله ايجاد كند. چاه گرانشي موجود در مركز كهكشان راه شيري بهترين هدف براي رصد با استفاده از interferometryمي باشد زيرا اين روش وسيع ترين منطقه از آسمان را براي رصد سياهچاله پوشش مي دهد. ادغام نتايج رصدهاي انجام شده توسط ابزارهاي فروسرخ مي تواند تصوير با كيفيت تري بوجود آورد.لينكولن گرين هيل (Lincoln Greenhill) از مركز اختر فيزيك هاروارد مي گويد: رصدهاي فرو سرخ و Submillimeter مكمل يكديگر هستند. ما مي بايد هر دو روش را براي بوجود آوردن با كيفيت ترين رصدها مورد استفاده قرار دهيم. اين تنها راهي است كه بتوان يك تصوير كامل از مركز كهكشاني بدست آورد." اما يك تصوير واضح و شفاف از اين سياهچاله تنها حسن شناسائي و رويت سايه آن نيست. اين داده ها در نهايت به اختر شناسان كمك خواهد كرد تا فرضيه نسبيت عام انيشتين را در ميان ميدان گرانشي شديدا قدرتمند يك سياهچاله مورد آزمايش قرار دهند.زمانيكه اختر شناسان به اين هدف نايل شوند ، اولين تصوير از سايه سياهچاله و صفحه يكنواخت درون آن به كتابهاي درسي راه خواهد يافت و نظريات ما در مورد گرانش گستره فضا- زمان كه قويا منحني تصور مي شود مورد آزمايش قرار خواهند گرفت.
