عکاسی از چیزی که سیاهه!

اولین تصویر منتشر شده با تلسکوپ افقِ رویداد (۱۰ آوریل ۲۰۱۹)تا حالا به این فکر کردید که از یک چیزی که اسمش سیاه‌چاله است و دارهِ داد میزنه که سیاههِ، ازش چطور عکس می‌گیرن؟ احتمالاً یادتون هست که در سال ۲۰۱۹ اولین بار که عکسِ یک سیاهچاله گرفته شد، چه سر و صدایی در دنیای علم بلند شد! شاید شما هم جزو اون دسته از آدم‌هایی بودید که با خودتون گفتید، یک چیز خیلی سیاه که گفته میشهِ نور هم نمی‌تونه ازش قِسِر در بره، چطور میشه عکس گرفت؛ بنابراین من این نوشتار رو در باب همین تصویربرداری براتون آماده کردم. هدف من از این نوشته توضیح چطوری انجام دادن این فرآیند به زبان ساده است که امیدوارم موفق عمل کنم.خب برای شروع بهتره کمی از این اجرام آسمانی عجیب اطلاعات پیدا کنیم. داستان از اینجا شروع میشه که یک فیزیکدان اَبر مشهور به نام آلبرت انیشتین طی محاسبات عجیب و پیچیدش یک داستانی به نام نظریه نسبیت عام رو شکل داد. بعد از این نظریه یک سری از کله‌گنده‌های علم متوجه شدن که زمانیکه طبق گفته آلبرت جهان سه‌بعدی خودمونمون رو چهار بعدی در نظر بگیریم (بعد چهارم: زمان) یک چیز خیلی خیلی فشرده که جرمش خیلی زیاده میتونه فضا زمان چهاربعدی ما رو سوراخ کنه... در چنین حالتی چی میشه؟ خب معلومه یک فضا و زمان سوراخ داریم!!!! نه شوخی کردم، یک سیاهچاله داریم.سیاه‌چاله سیاههِ چون حتی نور هم که سریع‌ترین چیز در جهانه نمی‌تونه از مکشش فرار کنه و در صورتی که هر چیزی به حد مشخصی از سیاهچاله به نام افقِ رویداد برسه، بلعیده میشه به داخل اون! خب پس چطوری عکس گرفتن؟ برای پاسخ به این سؤال باید خدمتتون عرض کنم که هر ذره‌ای که به محدوده‌ی افقِ رویداد یک سیاهچاله می‌رسه، شروع به چرخیدن به دور سیاهچاله می‌کنه و کم کم به سرعت نور میرسه تا در آخر توسط سیاهچاله بلعیده بشه! طبق اون چیزی که فیزیک به ما میگه اگه یک ذره به سرعت نور برسه، از خودش اشعه‌های ایکس و گاما تابش میکنه و همین تابش می‌تونه به عکاسی ما کمک کنه، چطوری؟ اول کار یک تیم از آدم‌های خبره جمع شدن و یک شبکه از یک سری تلسکوپ رو شکل میدن، شبکه‌ای که به اون EHT گفته میشه که مخفف تلسکوپ افق رویداد یا Event Horizon Telescope است. درواقع برای اینکه بِشه از زمین یک تصویر واضح از یک جرم آسمانی دور و ناواضح رو گرفت باید یک سری تلسکوپ با قطر بالا تهیه کرد. چراکه هر چی دهانه تلسکوپ‌ها بیشتر باشه میتونه اطلاعات بیشتری رو بگیره و مسلماً یک تصویر واضح رو هم ایجاد میکنه؛ بنابراین نیاز به یک سری تلسکوپ با ضریب دریافت داده بالا (دیافراگم بزرگ‌تر) داریم. بعد از تهیه این نوع از تلسکوپ‌ها نوبت به چیدمان اون‌ها به صورتیهِ که مجموعه این تلسکوپ‌ها بتونن همه با هم بر روی یک جسم آسمانی تمرکز کنن. درواقع شبکه‌ی تلسکوپ‌ها مثل یک تلسکوپ خیلی بزرگ عمل می‌کنند. این کار یک تکنیک کاربردی برای تصویربرداری از اجسام دور است که به تکنیک VLBI هم مشهوره.بخشی از تلسکوپ‌هایEHT یا تلسکوپ افقِ رویدادحالا چی بهتر از اینکه شبکه‌ی تلسکوپ مورد نظر ما تمرکزش رو بزار رو یکی از بزرگ‌ترین سیاهچاله‌های خونمون (کهکشان راه شیری). یک سیاهچاله بزرگ که وسط کهکشانمون نشسته و حدوداً 156000000000000000000000000 کیلومتر از ما فاصله داره! حالا هر کدوم از این تلسکوپ‌ها روی سیاهچاله مدنظر نشانه رفته و داده‌های لازم درباره‌ی موقعیتش نسبت به زمین رو جمع‌آوری میکنن و کم کم یک نمای کاملی از اون چیزی که تلسکوپ EHT میبینه ساخته میشه. ضمناً به یاد داشته باشید هر چی تلسکوپ‌های شبکه بیشتر باشه، وضوح تصویر خروجی هم بالاتر میره. در چنین حالتی وقتی ذرات مختلف به درون سیاهچاله تحت نظر ما کشیده میشن و سرعتشون به سرعت نور میرسه، شروع به تابش میکنن و این داده‌های مربوط به تابش‌ها توسط هر کدوم از تلسکوپ‌های EHT جمع میشه و به یک ابر رایانه میرسه. رایانه‌هایی با قدرت پردازش بالا این داده‌ها رو آنالیز می‌کنه و نتیجه تحت عنوان عکس معروف سیاهچاله به حضورتون تقدیم میشه.