لماذا الثقوب السوداء مغرية جدا؟
يمكنك الاستشهاد بالعديد من الأسباب: إنها وحوش تلتهم المادة ، مما يجعلها جهاز حبكة مثالي لفيلم ديزني . إنها تشوه الزمكان ، مما يدل على تداعيات غريبة للنسبية العامة. إنها ضخمة جدًا لدرجة أنه داخل حدود تُعرف باسم أفق الحدث ، لا شيء - ولا حتى الضوء - يمكنه الهروب من قبضة الجاذبية.
لكن ربما تكون السمة الأكثر إثارة للاهتمام للثقوب السوداء هي الغموض المطلق. بسبب قواعد النسبية ، لا يمكن لأحد الإبلاغ عما يحدث داخل حدود الثقب الأسود.
'يمكننا تجربة كل الأشياء المجنونة التي تحدث داخل الثقب الأسود ، لكننا لن نكون قادرين على إخبار أي شخص' ، عالم فلك الراديو هينو فالك قالت. 'نريد أن نعرف ما يجري هناك ، لكننا لا نستطيع.'
فالك وزملاؤه الدوليون تلسكوب أفق الحدث مشروع رفع الحجاب قبل عامين فقط عندما أطلقوا سراح أول صورة تم التقاطها على الإطلاق لظل ثقب أسود فائق الكتلة . لكن اللغز الدائم هو موضوع رئيسي في كتاب Falcke الجديد حول مهمة EHT ، 'نور في الظلام: الثقوب السوداء والكون ونحن' - وفي أحدث قسط من برنامج بودكاست الخيال العلمي الذي يركز على تقاطع الحقيقة مع الخيال العلمي.
فالك ، من هو أستاذ الفيزياء الفلكية بجامعة رادبود في هولندا ، في وضع جيد لتقديم نظرة من الداخل على المشاكل والانتصارات التي واجهها فريق Event Horizon Telescope في طريقهم إلى صورتهم الرائعة في عام 2019.
ابتداءً من 20 عامًا ، دفع فالك لفكرة دمج البيانات من التلسكوبات الراديوية حول العالم إلى توليد صور للثقوب السوداء التي تقع في قلب المجرات ، بما في ذلك مجرتنا درب التبانة. بمجرد انطلاق الفكرة ، أصبح رئيسًا للمجلس العلمي للمشروع - وساعد في توجيه المئات من علماء الفلك أثناء قيامهم بملاحظات ، وشحن البيانات من ثمانية مواقع حول العالم ، وطور خوارزميات لإنشاء الصور.
واجه فالك وزملاؤه الكثير من التحديات الأرضية:
- لأن المشروع اعتمد على الملاحظات الراديوية المتزامنة بدقة في مناطق تتراوح من هاواي وإسبانيا إلى تشيلي والقارة القطبية الجنوبية ، كان على علماء الفلك الانتظار حتى يكون الطقس جيدًا في كل موقع. لذلك ، اتضح أن شهر أبريل هو الشهر الأكثر روعة. وأوضح فالكه: 'بالنسبة إلى أي من التلسكوبات ، هذا أفضل وقت في العام - لكنه أقل الأوقات سوءًا بالنسبة لهم جميعًا'.
- مئات تريليونات بايت من البيانات تم جمعها في كل يوم من أيام حملة المراقبة ، واستغرقت استعادة كل تلك البيانات الثمينة مرة أخرى على محركات الأقراص الثابتة ستة أشهر. في القارة القطبية الجنوبية ، على سبيل المثال ، استبعد الشتاء الجنوبي أي شحنات حتى أكتوبر.
- كان على الفريق التعامل مع الأعطال الاجتماعية والتقنية. في المكسيك ، انتهى الأمر باحتجاز أحد الباحثين من قبل فرقة مسلحين خلال حملة المراقبة عام 2018. قال فالك: 'ما زلنا لا نعرف ما إذا كانت الشرطة السرية أم عصابة ما ... كانت هناك معركة صغيرة تدور في ذلك الوقت'. 'لكنها كانت تجربة مخيفة للغاية.' وبسبب ذلك ونكسات أخرى ، بما في ذلك جائحة فيروس كورونا ، كانت الحملة الأولى في عام 2017 هي الأكثر إنتاجية حتى الآن ، حيث أنتجت صورة الثقب الأسود M87.
النبأ السار هو أن فريق Event Horizon Telescope تمكن من استئناف الملاحظات في أبريل. قال فالك ، 'لقد حاولنا مرة أخرى ، وربما نجحنا'. 'لا نعرف حتى الآن ، لأننا لم نلق نظرة على البيانات'.
يمكن أن تتضمن عوامل الجذب القادمة صورة للثقب الأسود في مركز مجرة درب التبانة ، والمعروف باسم القوس A *.
علاوة على ذلك ، فإن حقيقة أن القوس A * أقرب بألف مرة وأصغر من M87 يجعل من الصعب الحصول على صورة ثابتة. قال فالك ، 'نحن نعمل على ذلك ، وسننشر البيانات المتعلقة به'. 'لن تضيع البيانات - يمكنني أن أعدك بذلك.'
قال فالك إن تلسكوب أفق الحدث كان يبحث في ثقوب سوداء أخرى أيضًا. قال: 'يبدو بعضها مثيرًا للاهتمام في الواقع ، وسيظهر المرء [في ورقة بحثية] في غضون أسبوعين'. 'لكننا لن نكون قادرين على رؤية أفق الحدث ، لأنها صغيرة جدًا أو بعيدة جدًا.'
يهدف الفريق إلى بناء صور بمرور الوقت يمكن أن تُظهر حركة الثقوب السوداء. قال فالك ، 'أنا مقتنع ، من خلال تجربتنا ، أننا سنكون قادرين على صناعة الأفلام'. 'هذا أحد الأهداف التالية التي لدينا. قد نحتاج إلى عدد قليل من التلسكوبات ، وفي النهاية ، نريد بالفعل الذهاب إلى الفضاء '.
الثقوب السوداء و Event Horizon Telescope هما أيضًا في مركز الصدارة في خدمات بث الفيديو مثل نيتفليكس و + Apple TV بفضل إصدار فيلم وثائقي مدته 98 دقيقة بعنوان 'الثقوب السوداء: حافة كل ما نعرفه'. ينسج الفيلم قصة EHT مع خيوط أخرى ، بما في ذلك الجهود المبذولة لمحاكاة سلوك الثقب الأسود في المختبر ، والسعي لحل ما يُعرف باسم مفارقة معلومات الثقب الأسود .
تعود مفارقة المعلومات إلى عقود ، وتشمل أحد أشهر الفيزيائيين في العالم ، ستيفن هوكينج. كان هو وغيره من المنظرين يعتقدون بقوة أن المعلومات ، مثل الطاقة ، لا يمكن إنشاؤها أو تدميرها. ومع ذلك ، بمجرد أن يغرق جسم ما وراء أفق الحدث للثقب الأسود ، فإن جميع المعلومات حول هذا الجسم تبدو وكأنها مفقودة إلى الأبد. أم هو حقا؟
ذهب هوكينغ ذهابًا وإيابًا حول استراتيجيات حل اللغز. يتتبع فيلم 'الثقوب السوداء: حافة كل ما نعرفه' هوكينج ومعاونيه وهم يحاولون إظهار أن المعلومات التي تسقط في الثقب الأسود يمكن أن تنتهي بطريقة ما بطبعها على سطحه.
مأساة مسعى الفريق هي أن توفي هوكينغ في عام 2018 قبل أن يتم الانتهاء من العمل. ومع ذلك ، يظهر اسمه على الورقة المنشورة بعنوان 'إنتروبيا الثقب الأسود والشعر الناعم.'
يقول ساشا هاكو ، المؤلف الرئيسي للصحيفة ، في الفيلم الوثائقي: 'كان من الممكن أن يسعده أن يدرك أننا وصلنا إلى مكان ما مع هذا المشروع'. 'وللأسف ، لم نصل إلى هناك في الوقت المناسب.'
يظهر الموت ونهاية الزمان أيضًا في تأملات فالك حول لغز الثقوب السوداء ، في الكتاب وفي الفيلم الوثائقي. يقول في الفيلم: 'يربط الناس دائمًا بالموت بشكل حدسي'.
مثل الموت ، كما هو موصوف مجازيًا في فيلم 'هاملت' للمخرج ويليام شكسبير ، فإن الثقب الأسود هو بلد غير مكتشف لا يعود منه مسافر . قال لي فالك: 'تمثل الثقوب السوداء نهاية الزمان والمكان ، حيث يمثل الانفجار العظيم حقًا بداية المكان والزمان'. 'هذا الكون سوف يسير في اتجاه لن تتمكن أبدًا من معرفة إلى أين يتجه في مرحلة ما.'
كعالم ، يمكن لفالك أن يرى ذلك على أنه مصدر إحباط. لكنه ، كمسيحي ، يرى في ذلك انفتاحًا على الأشياء التي تتخطى أفق الحدث ، إلى ما وراء عالم الفيزياء.
قال: 'هناك بعض الأشياء ، على ما أعتقد ، في حياتنا وكوننا لا يمكنك معالجتها وإعطاء مكان لها إلا من خلال الإيمان - أو فقط عدم التفكير في الأمر على الإطلاق'.
قد يكون للفيزياء دفع ستيفن هوكينج نحو الإلحاد ، لكن ألغاز الثقوب السوداء تدفع فالك إلى عمق إيمانه.
أصر فالك: 'لسنا قادرين على تفسير كل شيء بالفيزياء وحدها'. 'كما تعلمون ، الكون أكثر ثراءً لدرجة أنه لا يزال هناك مكان ، إن لم يكن هناك حاجة ، للأمل والحب والإيمان. هذا حقًا ما يجعلنا بشرًا ، للبحث عن إجابات ، والبحث عن ما وراء ذلك ، وفهم ما يمكننا معرفته وما لا يمكننا معرفته '.
لمزيد من المعلومات حول الثقوب السوداء في الواقع والخيال ، بما في ذلك مقال فالك عن 'Interstellar' وقراءة التوصيات من نادي الكتب المستخدم في Cosmic Log Used ، اطلع على تم نشر Fiction Science الأصلي من Alan Boyle على Cosmic Log . يمكنك الاستماع إلى حلقات بودكاست الخيال العلمي عبر مرساة و تفاح و متصفح الجوجل و غائم و سبوتيفي و قواطع و يلقي الجيب و راديو الجمهور .
الصورة الرئيسية: منظر للثقب الأسود فائق الكتلة M87 في ضوء مستقطب يسلط الضوء على توقيع المجالات المغناطيسية. تنسب إليه: تعاون EHT .
