كيف تم تصوير الثقوب السوداء

الثقب الأسود عبارة عن نجم كبير انهار على نفسه بسبب قوة الجاذبية وانكمش بعد نفاد وقوده النووي. وبذلك صارت جاذبية سطحه الممثل بأفق الحدث قوية جدا، كيف تم تصوير الثقوب السوداء؟

4 إجابات
مهندسة مدنية
الهندسة المدنية, Tishreen university

الثقوب السوداء، هي أجسامٌ ذات كثافة ٍعاليةٍ جدًا تسبب انحناءً كبيرً جدًا في نسيج المكان، مما يؤدي لامتلاكها جاذبيةً كبيرةً جدًا تجذب كل الأجسام الأخرى، حتى الضوء لا يمكنه الإفلات منها وذلك ضمن منطقةٍ بالثقب الأسود تُدعى أفق الحدث أو نقطة اللاعودة حيث يتم استهلاك أي شيءٍ يصل إلى هنالك.

الثقب الأسود

كان من الواضح جدًا للعلماء أن عملية تصوير الثقب الأسود غايةٌ في الصعوبة، وذلك بسبب عدة أسباب منها؛ أن الثقوب السوداء محاطةٌ بسحابةٍ غازيةٍ كثيفةٍ جدًا، حيث لا يمكن إلا لأطوالٍ موجيةٍ ضيقةٍ جدًا اختراقها.

وقد اختار العلماء المجرة M87 التي يعتقدون بوجود ثقبٍ أسود في داخلها حسب البيانات التي لديهم عنها حيث تبعد حوالي 55 مليون سنة ضوئية، نظرًا لبعد المجرة الكبير عن الأرض وطبيعة الأمواج الضوئية التي تستطيع الإفلات من سحابة الغازات، فقد تطلب الأمر من العلماء تصنيع تيلسكوب بقطر 13 مليون متر، أي ما يعادل قطر الأرض.

وباعتبار أن ذلك مستحيلًا، فقد اقترح العلماء ربط ثمانية مراصدٍ راديوية منتشرةً حول الكوكب وتعمل معًا باستخدام التوقيت المضبوط بالساعة الذرية بالغة الدقة، حيث بدأت تلك التلسكوبات بجمع البيانات الآتية من M87 ، ولم يكن ذلك إلا بداية التحدي الكبير الذي يكمن في إعادة تركيب البيانات الآتية من المراصد الثمانية، عندها قام العلماء باستخدام بعض الخوارزميات المتقدمة في معالجة الصورة، وتكلل الأمر بالنجاح فعلًا بعد أن أعطت النتائج صورةً تظهر فيها حلقةٌ ساطعةٌ تحيط بفراغٍ أسود.

أكمل القراءة

432 مشاهدة

0
طالب
الحقوق, جامعة تشرين سوريا

للثقوب السوداء كتلة عالية الكثافة تتراوح بين ملايين إلى مليارات المرات من كتلة شمسنا، تمنحها هذه الكتلة قوة جاذبية هائلة لا يمكن لأي شيء حرفياً الإفلات منها، وبمجرد وصول أي شيء إلى النقطة المعروفة بأُفق الحدث أو نقطة اللاعودة “بما في ذلك الضوء” لا مجال للتراجع.

وضع آينشتاين المعادلات الرياضية التي تثبت وجود الثقوب السوداء في نظريته النسبية، لكنه لم يتوقع أن بإمكان أي أحد على الإطلاق رؤيتها كونها لا تعكس الضوء وإنما يسقط في مجال جاذبيتها، ومن المعروف أن العين تعمل عن طريق انعكاس الضوء على الأجسام.

في أبريل، كشف اتحاد Event Horizon Telescope الدولي أنه نجح في التقاط أول صورة لظل الثقب الأسود، والتي قالت عنها مجلة Science أنها أفضل اختراق علمي لعام 2019، وقد التُقطت صورة الثقب الأسود عن طريق ربط أطباق راديوية في جميع أنحاء العالم لإنشاء تلسكوب افتراضي يمتد من الولايات المتحدة إلى المكسيك إلى تشيلي إلى القطب الجنوبي.

وقد التقط الباحثون صورة عن طريق هذه التلسكوبات للغازات الساخنة القريبة من أُفق الحدث، و المضاءة في خلفية الثقب الأسود، وتبدو تلك الغازات ساطعة عند تصويرها بأطوال موجية معينة للضوء، وبتصوير تلك الغازات المحيطة بالثقب تظهر في الوسط بقعة مظلمة وهو ما يُسمى بظل الثقب الأسود.

أول صورة للثقب الأسود

أكمل القراءة

432 مشاهدة

0
مهندسة طاقة كهربائية
هندسة الطاقة الكهربائية, Tishreen university

تتميّز الثقوب السوداء بكثافة وجاذبيّة عالية نتيجة انهيار نجم كبير على نفسه في الفضاء تبعاً لعدّة عوامل، أوّلها تشكل مع بداية الكون بالمزامنة مع تكوين المجرّات، أصغر هذه الثقوب بحجم حبة الذرة، وأكبرها يكبر حجم الشمس بحوالي 20 مرّة؛ وتسمّى الثقوب السوداء النجميّة Stellar. تبتلع هذه الثقوب الضوء والمركبات الفضائيّة والنجوم والكواكب المارّة بالقرب منها.

تم اكتشاف أول ثقب أسود عام 1971 على الرغم من التنبؤ به عام  1916 من قبل العالم ألبرت إينشتاين، وكان أمر تصوير هذه الثقوب تحدي واجه العلماء لأن هذه الثقوب بعيدة جدّاً عن الأرض، وتمتص الموجات الضوئيّة، وبالتالي ستظهر الصورة سوداء. حتّى العام 2019 حيث تم التقاط أول صورة للثقب الأسود عبر تلسكوب أفق الحدث (EHT) الذي استخدم سابقاً لتصوير النجوم.

درس علماء الفلك والكومبيوتر لمدة عقد كامل كيفيّة التقاط صورة لما يصدر عن الثقب من ظلال متوهجة ساخنة (غاز) مع تطوير علم الفلك الراديوي السائدة كتقنيّة التداخل الأساسي الطويل (VLBI)، واستخدام مجموعة من التلسكوبات المتزامنة بقطر واسع، وقطر عدسة كبير يزيد من دقة وقدرة رؤية الأشياء البعيدة مهما كانت صغيرة وشبه مرئيّة، بجمع أكبر قدر ممكن من الإضاءة لتعمل كأنها تلسكوب واحد عملاق.

تصوير الثقوب السوداء

أكمل القراءة

432 مشاهدة

0
كاتب
هندسة الكترونيات واتصالات, جامعة البعث (سوريا)

الموضوع الأكثر جدلاً ليس في أوساط العلماء فقط وإنما في الأوساط العامّة، والذي يعتبره الكثير أشبه بالمستحيل، هو تصوير الثقوب السوداء، فمن المعروف بأنها تقوم بامتصاص الموجات الضوئية وبالتالي عند تصويرها سنجد صورة سوداء فقط.

وهنا برز التحدي الكبير لعلماء الفلك من خلال العمل على التقاط صور للظلال المتوهجة التي تحيط بالثقوب، وذلك عن طريق تطوير تقنية تسمّى بعلم الفلك الراديوي، ولكن ظلّ البُعد عائقاً كبيراً يواجه عملية التصوير، وهذا ما حفّز مجموعة من الاختصاصيين  لإنشاء شبكة تلسكوبات سُمّيت “تلسكوب أفق الحدث EHT” وعندها تم تصوير أول صورة للثقب الأسود في عام 2019.

حيث أن التلسكوبات تساعد في رؤية الأشياء شاسعة البعد، فإن كلّ من قطرها وقطر فتحة عدستها تلعب دوراً كبيراً في القدرة على جمع الضوء فكلما زاد القطر زادت القدرة، وبالتالي تزيد دقّة التصوير وإبراز التفاصيل بشكل أوضح، وهذا جعل العلماء يعملون بجهد لتطوير التقنية الخاصة بقياس التداخل الأساسي الطويل (VLBI) وتحسينها قدر الإمكان.

إن هذه التقنية تشبه عمل مجموعة تلسكوبات مُقرّبة صغيرة، يتمّ مزامنتها على ذات الجسم في ذات الوقت، فتؤدي دور تلسكوب واحد مقرّب ضخم الحجم، وهذه التقنية، التي كانت تستخدم سابقاً لتصوير النجوم البعيدة وتتبع المركبات الفضائية، هي التي مكّنت العلماء من التقاط الصور للثقب الأسود بعد تطويرها.

أكمل القراءة

432 مشاهدة

0

هل لديك إجابة على "كيف تم تصوير الثقوب السوداء"؟