پروژه ای پرهزینه برای تصویربرداری از سیاهچاله ها

کارشناسان بر این باورند که در وسط کهکشان راه شیری یک سیاهچاله بسیار عظیم وجود دارد. سیاهچاله ها که در اصل به خاطر تراکم شدید مواد شکل دهنده ستارگان از بین رفته ایجاد می شوند، هر گونه جسم موجود در اطراف خود را به درون می کشند و حتی نور نیز نمی تواند از آنها خارج شود. به همین دلیل شناسایی بسیاری از مشخصات سیاهچاله ها تاکنون امکان پذیر نبوده است.

دکتر هینو فالک (Heino Falcke) ستاره شناسی هلندی است که طرحی برای تصویربرداری از سیاهچاله موجود در مرکز کهکشان راه شیری ارائه کرده است. آقای فالک استاد ستاره شناسی رادیوتلسکوپی دانشگاه رادبود هلند است. او در سال ۲۰۱۳ موفق به دریافت کمک هزینه ۱۴ میلیون یورویی از شواری پژوهش اروپا برای راه اندازی شبکه ای تلسکوپی برای رصد بهتر سیاهچاله ها شد. دکتر فالک در مصاحبه ای با مجله نیوساینتیست به تشریح جزئیات بیشتر این طرح خود و البته دشواری های موجود در این مسیر می پردازد.

چرا می خواهید از یک سیاهچاله تصویری تهیه کنید؟

حدود یک قرن پیش بود که برای اولین بار، وجود سیاهچاله ها توسط دانشمندان پیش بینی شد، با این حال هنوز هم درک دقیق و شفافی از آنها نداریم. حتی هنوز هم شواهد دقیقی که اثبات کننده «افق رویداد سیاهچاله» (یعنی مرزی که پس از آن هر چیزی به درون سیاهچاله بلعیده می شود) نداریم. افزون بر این حتی بین نظریه کوانتومی و افق رویداد همخوانی لازم وجود ندارد. به نظر می رسد که چیزی در این میان درست نیست و باید جزئیات این پدیده به دقت مورد واکاوی قرار گیرد.

از کجا می دانید که در مرکز کهکشان راه شیری، یک سیاهچاله وجود دارد؟

ستارگان در مرکز کهکشان راه شیری با سرعتی حدود ۱۰۰ هزار کلیومتر در ساعت چرخش می کنند و این بدان معناست که در مرکز کهکشان، ماده ای بسیار چگال و با جرمی حدود ۴ میلیون برابر جرم خورشید وجود دارد. تنها اطلاعاتی که می توانیم از مرکز کهکشان به دست آوریم، یک نجوم ، ستاره شناسی و فضانوردی – امواج رادیویی است که از جرمی بنام کمان-ای*(Sagittarius A) نام دارد. این امواج رادیویی بسیار ریز و دارای طول موجی کمتر از میلیمتر است و احتمالا به خاطر خروج گازهای داغی که به داخل سیاهچاله فرو می روند ایجاد می شود.

چگونه طرح شما مبنی بر استفاده از شبکه ای از رادیوتلسکوپها می تواند به درک بهتر ما از این سیاهچاله کمک کند؟

افق رویداد سیاهچاله ی کهکشان راه شیری احتمالا ۲۵ میلیون کیلومتر عرض دارد و ۲۷ هزار سال نوری از ما دور است. برای ثبت امواج با طول موج کمتر از میلیمتری نیاز به رادیوتلسکوپی به اندازه کل سیاره زمین داریم. به همین دلیل است که شبکه ای از تلسکوپ های رادیویی در سراسر جهان می تواند به ما کمک کند تا اطلاعات دقیقی از این سیاهچاله به دست آوریم.

آیا کارشناسان آمریکایی طرح مشابهی ندارند؟

حدود ۱۰ سال پیش بود که این طرح را با دکتر “شپ دولمان” که استاد موسسه فناوری ماساچوست است در میان گذاشتم. او اکنون مدیر پروژه تلسکوپ افق رویداد (Event Horizon Telescope) است. کار کردن ما یا آنها با مجموعه ای رادیوتلسکوپ های موجود به نتیجه دلخواه نمی انجامد. به همین دلیل است که ما می کوشیم تا شبکه ای جهانی را برای این کار ترتیب دهیم.

دقیقا به دنبال چه چیزی هستید؟

امیدواریم بتوانیم امواج رادیویی که ساطع شده از اطراف سیاهچاله را پیش از فرو برده شدن دریافت کنیم. نتیجه این کار به ما تصویری از چیزی شبیه به یک سایه را می دهد. با مقایسه اندازه، شکل و سایر مشخصات این سایه با پیش بینی های نظری صورت گرفته می توانیم نظریه نسبیت عام را مورد ارزیابی قرار دهیم. اگر این سایه دوبرابر بزرگ تر از پیش بینی اولیه ما باشد، می توانیم بگوییم که نظریه نسبیت عام نادرست است.

اصلی ترین چالش پیش روی شما چیست؟

فناوری این کار بسیار پیچیده است، اما خوشبختانه می توانیم از آن به خوبی استفاده کنیم. هر یک از تلسکوپ های این مجموعه باید در هر ساعت، داده ها را با سرعت بافر ۶۴ گیگابایت در ثانیه ثبت و برای ثبت به سرورهایی با حجم چندین پتابایت که در کشورهای مختلف وجود دارد ارسال کنند. این تلسکوپ ها باید ساعت ها این حجم از اطلاعات را دریافت و ثبت کنند. خوشبختانه با کمک های مالی شورای پژوهش اتحادیه اروپا و نیز بنیاد ملی علوم ایالات متحده، تا حدی از نظر مالی مستقل شده ایم.

اولین تصویری که می توانیم از این سیاهچاله به دست آوریم چه زمانی است؟

در سال ۲۰۰۰ گفتم که شاید یک دهه بعد بتوانیم چنین کاری انجام دهیم. اما اکنون که دقیق تر نگاه می کنیم شاید ده سال آینده نیز این کار شدنی نباشد. در هر صورت فراموش نکنیم که این پروژه کاری زمانبر خواهد بود.