How to See a Black Hole: The Universe's Greatest Mystery

جهان راز کیهانی غول پیکری را درون خود دارد

هیچ کس تاکنون ندیده است که یک سیاه چاله واقعاً چه شکلی است

اکنون تیمی از اخترشناسان بین المللی

ماموریتی برای یافتن این موضوع دارند

بزن بریم!

مدیر این تیم زندگی خود را وقف این کرده

که اولین عکس از سیاه چاله را بگیرد

اگر میخواهید بدانید که چرا این کار قبلاً انجام نشده است

به این دلیل است که کاری بسیار سخت است

برای دو سال است که دوربین های ما این دانشمندان را

به سمت خصمانه ترین محیط های جهان دنبال کرده اند

اینجا بسیار سرد است

در حال حاضر دمای باد تقریباً منهای ۷۰ است

در حالی که آنها یک تلسکوپ انقلابی به ابعاد سیاره زمین می سازند

در صورت موفقیت، تصویری از سیاه چاله

نظریه های آلبرت اینشتین را به چالش می کشد

و می تواند راه را برای دوره جدیدی از فیزیک هموار کند

این یکی از هیجان انگیز ترین اکتشافات عصر ما خواهد بود

این داستان ماموریت ما

برای گرفتن اولین تصویر واقعی

از سیاه چاله است

از بین همه شگفتیهای موجود در کیهان ما

یک شیء برای بزرگترین ذهنهای علمی پنهان مانده است

سیاه چاله

سیاه چاله منطقه ای از فضا است

که گرانشش آنقدر قدرتمند است که اگر خیلی نزدیک شود

هیچ چیز نمی تواند از آن فرار کند. هیچ چیز. حتی نور

منظورمان از آن منطقه، همان جایی است که افق رویداد نامیده می شود

این یک منطقه خاص در اطراف سیاه چاله است که باعث

مرزبندی بین آنچه که داخل و خارج است، میشود

هر چیزی از آن مرز عبور کند

از تماس با بقیه جهان خارج میشود

ما نمی دانیم سرنوشت نهایی آن چیست

اما احتمالاً خیلی جالب نیست

امروزه اکثر دانشمندان بر این باورند که سیاه چاله ها واقعاً وجود دارند

اما هیچکس در واقع آن را ندیده است

ما تعداد زیادی اشیاء را که شبیه سیاه چاله ها هستند، شناسایی کرده ایم

اما نمی توان ثابت کرد که آنها سیاهچاله هستند

اینجاست که مشکل پیش می آید

اگر کسی تا به حال سیاهچاله ای ندیده است

می توانیم مطمئن باشیم که آنها واقعاً وجود دارند؟

آیا این مفهوم بنیادی در مورد جهان

و نحوه کار آن نادرست است؟

ستاره شناس شپ دوئلمن در ماموریتی

برای حل این معما است

او پیشگام در یک آزمایش خارق العاده است

او می خواهد برای اولین بار از یک سیاه چاله عکس بگیرد

هدف از کل این پروژه این است که ببینیم یک سیاه چاله واقعاً چگونه به نظر می رسد

شکل آن را تشخیص داده

و آنچه را که بلافاصله در اطراف آن رخ می دهد، مشاهده کنیم

حتی فکر کردن به آن من را به لرزه می اندازد

من از زمان شروع به کار نجوم، به سیاه چاله ها علاقه مند شده ام

این واقعاً همان چیزی است که من در وهله اول به آن علاقه پیدا کردم

من با افرادی آشنا شدم که اخترشناسی رادیویی را

به روشی خاص انجام می دهند

اینجا در رصدخانه هیستاک

و در سراسر جهان

شپ در حال توسعه ی تکنیکی برای دیدن سیاهچاله است

شپ در حال هدف قرار دادن مرکز کهکشان است

جایی که در آن ستاره شناسان خوشه ای از ستاره ها را کشف کرده اند

که در حال چرخش به دور چیزی عجیب است

ستارگان خیلی سریع در حال چرخش هستند

دانشمندان محاسبه کرده اند که آن جسم باید جرمی

بیش از چهار میلیون برابر جرم خورشید داشته باشد

بهترین توضیح

سیاهچاله ای به نام کمان ای* است

شپ می خواهد از تلسکوپ های رادیویی برای دیدن این سیاه چاله استفاده کند

اما مشکلی وجود دارد

اگرچه پیش بینی می شود که این جسم از خورشید بزرگتر باشد

اما از زمین، ۲۶ هزار سال نوری فاصله دارد

این یک هدف کوچک است

هیچ تلسکوپی وجود ندارد که قدرت دیدن آن را داشته باشد

دلیل اینکه تاکنون این کار انجام نشده است

بخاطر این است که سیاه چاله ها بسیار کوچک هستند

این کار معادل این است که تلاش کنیم

پرتقالی را که در فاصله ای به اندازه ی ماه است، ببینیم

بنابراین ما باید تلسکوپی بسازیم

ما باید یک ابزار بنیادی جدید بسازیم که بتواند

چیزهای کوچک را ببیند

برای دستیابی به این قدرت بی سابقه

در یک دهه گذشته، شپ به سمت یک برنامه جامع پیش رفته است

او می خواهد هشت تلسکوپ جداگانه را در اسپانیا

مکزیک

آریزونا

هاوایی

شیلی

و قطب جنوب با هم ترکیب کند

این شبکه تلسکوپ افق رویداد نامیده شده است

و کل سیاره زمین را در بر می گیرد

برای گرفتن تصویری دقیق، هر هشت تلسکوپ

باید دقیقاً در یک زمان به سمت سیاهچاله هدف قرار بگیرند

ما تلسکوپ ها را به فاصله ۱۰ هزار کیلومتر

یا حتی بیشتر به هم متصل می کنیم

با چرخیدن کره، نوعی دستگاه جدید ایجاد میشود که می تواند سیاه چاله را مشاهده کند

این روش کار است

راز تلسکوپ افق رویداد

هر یک از هشت تلسکوپ موجود در شبکه

رصدخانه های بی نظیر و قدرتمندی هستند

آنها می توانند تولید گازهای گلخانه ای در اطراف سیاهچاله را تشخیص دهند

اما تیم برای تهیه تصویر، نیاز به ترکیب این سیگنال ها دارد

در سراسر جهان، این تیم به طور همزمان

سیاهچاله ها را مشاهده کرده و داده ها را

بر روی هارد درایو ضبط می کند

سپس آنها باید به صورت فیزیکی درایوها را برگردانده

و داده ها را درون یک ابر رایانه غول پیکر

به نام کورلاتور ترکیب کنند

این کورلاتور قطعه نهایی پازل است

بخش اول جمع آوری داده ها در نقاط مختلف جهان است

بخش دوم ترکیب این داده ها است

و این همان کاری است که کورلاتور انجام می دهد

تنها در این صورت این تلسکوپ جدید شانس گرفتن

تصویری از سیاه چاله را خواهد داشت

اگر تلسکوپ افق رویداد

موفق به گرفتن عکس با کیفیت بالا از سیاه چاله شود

این یک شاهکار چشمگیر است

یک کار خارق العاده

این یک هنرنمایی بزرگ است که مانند آن قبلا دیده نشده است

اما تیم شپ امیدوار است چه چیزی ببیند وقتی یک سیاه چاله

اجازه فرار به هیچ چیز، حتی نور را نیز نمی دهد؟

سیاه چاله نامرئی است

اما ماده ای که در آن سقوط میکند، میبایست آنرا لو دهد

گرانش شدید آن، گاز بین ستاره ای را جذب می کند

و آن را به چرخش سریع و سریع تر وا میدارد

او گاز را تا میلیاردها درجه گرم می کند

و نوری ساطع می کند که تلسکوپ ها باید بتوانند آن را تشخیص دهند

ریاضیات نشان می دهد که گرانش باعث انتشار این گازهای گلخانه ای

به یک حلقه دایره ای

در مرکز سیاهچاله می شود و سایه ای به جا میذارد

این یک پیش بینی علمی مهم است

اگر تیم چیزی غیردایره ای مشاهده کرد

می تواند با ارزش ترین تئوری فیزیک را بطور کامل تغییر دهد

نظریه نسبیت عام اینشتین

نظریه او می گوید جرم، بافت فضا و زمان را منحنی می کند

و اثری را ایجاد می کند که ما آن را گرانش می نامیم

نظریه نسبیت انیشتین، پایه و اساسی را ایجاد می کند

که همه درک ما را رقم می زند

قدم اول این است که آیا انیشتین درست میگوید؟

آیا جزئیاتی وجود دارد که نادیده گرفته شده است؟

برای ۱۰۰ سال است که تئوری انیشتین هر آزمونی را پشت سر گذاشته است

اما هیچ کس تاکنون بزرگ ترین پیش بینی آن را ندیده است

اگر بتوان جرمی کافی را در یک نقطه مچاله کرد

گرانش آن به اندازه ای قدرتمند خواهد بود که یک سیاه چاله تشکیل می شود.

جالب خواهد بود اگر تلسکوپ افق رویداد به ما نشان دهد

که انیشتین کاملاً هم درست نمیگفت

این یکی از هیجان انگیزترین اکتشافات عصر ما خواهد بود

زیرا درک ما را در نحوه عملکرد جهان

به جلو می اندازد

چالش تئوری انیشتین و دوره ای جدید در نجوم

بستگی به موفقیت تیم تلسکوپ افق رویداد دارد

اکنون فقط سه ماه مانده تا تیم

با استفاده از شبکه تلسکوپ، سیاه چاله سیاه را مشاهده کند

اما کارهای زیادی باید انجام شود

شپ برای نظارت بر یک تست قطعی، با استفاده از

چهار تا از هشت تلسکوپ شبکه، به مکزیک آمده است

چیزی که برای این امر به ما انگیزه می بخشد

ساختن یک وسیله ی جدید است

وقتی به ساخت تلسکوپی به اندازه زمین فکر می کنید

ین ایده به خودی خود ایده ای دیوانه وار است

تیم برای متصل کردن تلسکوپ ها، از تکنیکی

به نام "تداخل‌سنجی خط پایه بسیار طولانی" یا VLBI استفاده می کنند

اما این یک چالش بزرگ است

در طول مشاهدات

آنها نتیجه ای در زمان واقعی نمیگیرند

ماهیت تکنیکی که ما استفاده می کنیم این است که

ما تا زمانی که همه داده ها را به یک مرکز پردازش مرکزی ببریم

نخواهیم فهمید که آیا این مشاهدات کار میکند یا نه

بنابراین ما در اینجا هستیم

تا مطمئن شویم که همه چیز مانند ساعت کار می کند

۰.۷۸ نه ، این ۰.۰۷۸ است

ما تیم هایی در اینجا در مکزیک، شیلی

قطب جنوب و اسپانیا داریم

و همه آنها دقیق کار خود را بلدند

آنها می دانند چه باید بکنند

شما همه چیز را بررسی می کنید، و دوباره این کار را میکنید

و سه بار آن را بررسی می کنید

در طول اجرای مشاهدات قطعی، موارد زیادی وجود دارد که می توانند به اشتباه پیش بروند

انتشار رادیو از سیاهچاله باید در هر تلسکوپ

و داده های ذخیره شده

روی هارد دیسک های مخصوص ضبط شود

ابرها می توانند سیگنال را تحت تأثیر قرار دهند و تجهیزات ممکن است شکست بخورند

بهم خوردن یک یا چند تلسکوپ خارج از شبکه

بنابراین تیم نیاز به آب و هوای صاف و تلسکوپ های کاملاً کارا

در سراسر جهان به طور همزمان دارد

اگر فقط یک تلسکوپ از کار بیفتد، ممکن است تصویری دریافت نکنند

پس از ثبت داده ها

هارد دیسک های پر شده به

ماساچوست و آلمان

جایی که داده ها باید ترکیب شوند ، ارسال می شوند

و آنها میفهمند که آیا نقشه جاه طلبانه آنها کار کرده است یا خیر

آیا همه چیز تنظیم شده است؟ امیدوارم

در مکزیک، ستاره شناس گوپال ناریانان مسئولیت این کار را به عهده دارد

هدف اصلی آزمایشی که ما انجام می دهیم

ایجاد امکانات جدید است

ما قصد داریم آپکس را که در شیلی

پیکو وله در اروپا و تلسکوپ قطب جنوب قرار دارد وارد کنیم

قطب جنوب یک مکان مهم برای تیم است

زیرا آسمان یخ زده و صاف آن برای مشاهده مناسب است

اما پروازهای اینجا به زودی برای زمستان متوقف می شود

و این بدان معناست که داده های قطب جنوب آخرین داده خواهد بود

دن مارون ، متخصص ابزار و تیمش