لعقود ، يعتقد العلماء أن الثقوب السوداء الهائلة (SMBHs) تكمن في مركز المجرات الأكبر. تمارس نقاط الانحناء الواقعية هذه في الفضاء تأثيرًا قويًا للغاية على كل الأشياء التي تحيط بها ، وتستهلك المادة وتبصق كمية هائلة من الطاقة. ولكن بالنظر إلى طبيعتها ، اقتصرت جميع محاولات دراستها على الأساليب غير المباشرة.
كل ذلك تغير ابتداءً من يوم الأربعاء ، 12 أبريل 2017 ، عندما حصل فريق دولي من علماء الفلك على أول صورة على الإطلاق لـ القوس A *. باستخدام سلسلة من المقاريب من جميع أنحاء العالم - تُعرف مجتمعة باسم Event Horizon Telescope (EHT) - تمكنوا من تصور المنطقة الغامضة حول هذا الثقب الأسود العملاق الذي لا يمكن للمادة والطاقة الهروب منه - أي أفق الحدث.
ليست هذه هي المرة الأولى التي يتم فيها تصوير هذه المنطقة الغامضة حول الثقب الأسود ، ولكنها أيضًا الاختبار الأكثر تطرفًا لنظرية النسبية العامة لأينشتاين على الإطلاق. كما أنه يمثل تتويجًا لمشروع EHT ، الذي تم إنشاؤه خصيصًا لغرض دراسة الثقوب السوداء مباشرة وتحسين فهمنا لها.
منذ أن بدأ التقاط البيانات في عام 2006 ، تم تخصيص EHT لدراسة Sagitarrius A * لأنه أقرب SMBH في الكون المعروف - يقع على بعد حوالي 25000 سنة ضوئية من الأرض. على وجه التحديد ، كان العلماء يأملون في تحديد ما إذا كانت الثقوب السوداء محاطة بمنطقة دائرية لا يمكن أن تخرج منها المادة والطاقة (التي تنبأت بها النسبية العامة) ، وكيف تتراكم المادة على نفسها.
بدلاً من تشكيل مرفق واحد ، يعتمد EHT على شبكة عالمية من مرافق علم الفلك الراديوي على أساس أربع قارات ، وكلها مخصصة لدراسة واحدة من أقوى القوى الغامضة في الكون. تُعرف هذه العملية ، التي يتم من خلالها توصيل أطباق الراديو واسعة النطاق من جميع أنحاء العالم بتلسكوب افتراضي بحجم الأرض ، باسم قياس التداخل الأساسي الطويل جدًا (VLBI).
كما قال مايكل بريمر - عالم الفلك في المعهد الدولي لبحوث الفلك الراديوي (IRAM) ومدير المشروع لـ Event Horizon Telescope - في مقابلة مع وكالة فرانس برس:
"بدلًا من بناء تلسكوب كبير جدًا لدرجة أنه من المحتمل أن ينهار تحت وزنه ، قمنا بدمج ثمانية مراصد مثل قطع مرآة عملاقة. وهذا أعطانا تلسكوبًا افتراضيًا بحجم الأرض - يبلغ قطرها حوالي 10000 كيلومتر (6200 ميل) ".
إجمالاً ، تتضمن الشبكة أدوات مثل مصفوفة Atacama Large Millimeter / subillimeter Array (ALMA) في تشيلي ، وتليسكوب المرصد الفرعي لراديو أريزونا ، وتلسكوب IRAM 30 متر في إسبانيا ، وتليسكوب الملليمتر الكبير Alfonso Serrano في المكسيك ، وتلسكوب القطب الجنوبي في القارة القطبية الجنوبية ، وتلسكوب جيمس كلارك ماكسويل وصفيف دونميميتر في ماونا كيا ، هاواي.
مع هذه المصفوفات ، فإن شبكة أطباق الراديو EHT هي الوحيدة القوية بما يكفي للكشف عن الضوء المنبعث عندما يختفي جسم ما في القوس A *. ومن ست ليالٍ - من الأربعاء ، 5 أبريل ، إلى الثلاثاء 11 أبريل - تم تدريب جميع صفائفها في مركز درب التبانة للقيام بذلك. بحلول نهاية السباق ، أعلن الفريق الدولي أنه التقط أول صورة على الإطلاق لأفق الحدث.
في النهاية ، تم جمع حوالي 500 تيرابايت من البيانات. يتم الآن نقل هذه البيانات إلى مرصد MIT Haystack في ماساتشوستس ، حيث ستتم معالجتها بواسطة أجهزة الكمبيوتر العملاقة وتحويلها إلى صورة. قال بريمر: "للمرة الأولى في تاريخنا ، لدينا القدرة التكنولوجية على مراقبة الثقوب السوداء بالتفصيل". "ستظهر الصور ونحن نجمع كل البيانات. لكن سيتعين علينا الانتظار عدة شهور للحصول على النتيجة ".
جزء من سبب الانتظار هو حقيقة أن البيانات المسجلة التي تم الحصول عليها بواسطة تلسكوب القطب الجنوبي لا يمكن جمعها إلا عندما يبدأ الربيع في القارة القطبية الجنوبية - وهو ما لن يحدث حتى أكتوبر 2017 في أقرب وقت ممكن. على هذا النحو ، لن يكون الأمر حتى عام 2018 قبل أن يغمس الجمهور عينيه على منطقة الظل المحيطة بـ القوس A * ، وليس من المتوقع أن تكون الصورة الأولى واضحة تمامًا.
كما أوضح Heino Falcke - علماء الفلك من جامعة Radbound الذي يرأس الآن المجلس العلمي لـ EHT (وكان الشخص الذي اقترح هذه التجربة قبل عشرين عامًا) - في بيان صحفي EHT قبل الملاحظة التي تتم:
"إنه التحدي المتمثل في القيام بشيء لم تتم تجربته من قبل. إنها بداية رحلة المغامرة نحو الثقب الأسود ... ومع ذلك ، أعتقد أننا بحاجة إلى المزيد من حملات المراقبة والمزيد من التلسكوبات في الشبكة لإنشاء صورة جيدة حقًا. "
على الرغم من الانتظار ، وحقيقة أنه ستكون هناك حاجة إلى محاولات متكررة قبل أن نتمكن من الحصول على أول نظرة واضحة لنا على الثقب الأسود ، لا يزال هناك الكثير من الأسباب للاحتفال في هذه الأثناء. لم تكن هذه أول مرة كان فيها طويلًا في صنعه فحسب ، بل إنها تمثل أيضًا قفزة كبيرة نحو فهم واحدة من أقوى قوى الطبيعة وغامضًا.
مع مرور الوقت ، قد تتيح لنا دراسة الثقوب السوداء أن نحل في النهاية كيفية تفاعل الجاذبية والقوى الأساسية الأخرى للكون. أخيراً ، سنكون قادرين على فهم كل الوجود كمعادلة واحدة!
