ภาพเหมือนของหลุมดำ 

ภาพเหมือนของหลุมดำ 

เราอยู่ในยุคของการถ่ายภาพ ความนิยมอย่างมากและ “เซลฟี่” แสดงให้เห็นว่าสำนวนเก่า ๆ ของภาพที่มีมูลค่าหนึ่งพันคำไม่เคยเป็นจริงมากกว่านี้ จึงไม่แปลกใจเลยที่ความคลั่งไคล้ในการถ่ายภาพนี้โดนใจทีมนักดาราศาสตร์ผู้มุ่งมั่น ซึ่งต้องการจับภาพบางสิ่งที่แปลกใหม่ยิ่งกว่าดวงดาว กาแล็กซี และเนบิวลาที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและผู้สืบทอดหลายคนถ่ายภาพเป็นประจำ หัวข้อของความเพ้อฝัน

ของนักดาราศาสตร์

เหล่านี้เป็นความคิดที่เข้าใจยาก ซ่อนอยู่หลังม่านก๊าซและฝุ่นขนาดมหึมา ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 26,000 ปีแสง จุดเล็กๆ ที่น่าหลงใหลของพวกมันเป็นหนึ่งในสิ่งที่ยากที่สุดในการถ่ายภาพในจักรวาล นั่นคือหลุมดำ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พวกเขาต้องการจับภาพหลุมดำมวลมหาศาลมวลเท่าดวงอาทิตย์

จำนวนสี่ล้านดวงที่อยู่ใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา ซึ่งมีชื่อว่า Sagittarius A* (SgrA*)ฟังดูเป็นไปไม่ได้ เพราะตามชื่อของมัน หลุมดำคือจุดในอวกาศที่ไม่มีอะไรแม้แต่แสงจะเล็ดลอดออกไปได้ แต่ปัญหานั้นไม่ได้หยุดนักวิจัยที่เกี่ยวข้องกับกล้องโทรทรรศน์ขอบฟ้าเหตุการณ์ (EHT)ซึ่งมุ่งมั่น

ที่จะถ่ายภาพ SgrA* ภายในไม่กี่ปีข้างหน้าขอบฟ้าที่สดใสเชื่อกันว่าหลุมดำมวลมหาศาลอยู่ที่ศูนย์กลางของกาแลคซีส่วนใหญ่ในเอกภพ และนักดาราศาสตร์กระตือรือร้นที่จะถอดรหัสคุณสมบัติที่สำคัญของพวกมัน เช่น พฤติกรรมที่พฤติกรรมเหล่านี้ “กิน” อย่างไร แรงโน้มถ่วงที่รุนแรงของพวกมัน

ส่งผลต่ออวกาศ-เวลารอบตัวอย่างไร และอย่างไร บางส่วนเป็นเชื้อเพลิงให้กับไอพ่นมวลมหาศาลที่พ่นออกมาจากกาแลคซีที่เป็นที่อยู่ของพวกมัน “ขอบฟ้าเหตุการณ์” ของหลุมดำคือขอบเขตที่แม้แต่แสงก็ไม่สามารถหนีจากแรงดึงดูดของโลกได้ เนื่องจากความเร็วที่ต้องใช้ในการทำเช่นนั้นจะมากกว่าความเร็ว

แสง ซึ่งเป็นสิ่งที่ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ห้ามไว้ ทฤษฎีซึ่งเฉลิมฉลองครบรอบหนึ่งร้อยปีในปีนี้ ได้นำเสนอแนวคิดที่รุนแรงที่ว่ากาล-อวกาศเป็นพลวัตและได้รับผลกระทบจากสสาร ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปสามารถตรวจสอบได้จากโครงสร้างขนาดใหญ่ที่สุดในเอกภพ เช่น กระจุกดาราจักร 

หรือในที่

ที่มีผลกระทบจากแรงโน้มถ่วงมาก ในขณะที่ทฤษฎีได้ผ่านการทดสอบมากมาย นักวิจัย EHT ต้องการดูว่ามันสามารถทนได้ดีเพียงใดที่ “พื้นที่พิสูจน์ขั้นสูงสุด” ซึ่งเป็นขอบของหลุมดำ ผลกระทบของหลุมดำมวลมหาศาลสามารถรู้สึกได้ทั่วทั้งกาแลคซี กระจายออกไปหลายแสนปีแสง แต่จากข้อมูลของ

จากหอดูดาว ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT)การกระทำจริงหรือที่แม่นยำกว่านั้นคือโครงสร้างแรงโน้มถ่วงที่นักวิจัยกระตือรือร้นในการสังเกตนั้นเกิดขึ้นใกล้กับหลุมดำมาก ซึ่งเป็นหัวหน้านักดาราศาสตร์ของ EHT กล่าวว่าการสังเกตโครงสร้างดังกล่าวในขณะที่มีการเปลี่ยนแปลงและวิวัฒนาการ

เป็นหนึ่งในแรงจูงใจหลักของกลุ่มแม้ว่าหลุมดำอาจมีผลกระทบที่กว้างไกลและมีมวลมหาศาล แต่คาดว่าหลุมดำที่ใหญ่ที่สุดในปัจจุบันมีมวลถึง 17,000 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ แต่พวกมันค่อนข้างเล็ก ที่ใหญ่ที่สุดของพวกเขาสามารถพอดีกับระบบสุริยะอย่างอบอุ่น แม้ว่า SgrA* จะเป็นหลุมดำที่มีขนาด 

“ปรากฏชัด” ใหญ่ที่สุดเมื่อมองจากโลก แต่ด้วยความที่หลุมดำอยู่ใกล้เรา การพยายามแก้ไขโครงสร้างของมันด้วยสายตาจึงเป็นเรื่องที่ท้าทายพอๆ กับการมองเห็นสีส้มบนดวงจันทร์ “ลองนึกภาพเพื่อนของคุณกำลังถือครองหนึ่งในสี่ในลอสแองเจลิสและคุณกำลังยืนอยู่ในนิวยอร์ก 

และตอนนี้คุณสามารถอ่านวันที่ในไตรมาสนั้นได้แล้ว” แม้จะมีชื่อหลุมดำก็ไม่ได้มืดทั้งหมด ก๊าซและฝุ่นที่ติดอยู่รอบตัวพวกมันในจานสะสมมวลมีขนาดกะทัดรัดจนมักถูกทำให้ร้อนถึงพันล้านองศาก่อนที่จะถูกกลืนเข้าไป ทำให้วัตถุเรืองแสงสว่างไสว ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปยังทำนายว่าหลุมดำจะมี “เงา” 

ล้อมรอบ ด้วยแรงโน้มถ่วงมหาศาลที่ขอบฟ้าเหตุการณ์ แสงที่เกิดจากก๊าซร้อนที่ตกกระทบจะเคลื่อนไปตามวิถีโคจรแบบไฮเปอร์โบลิก บางครั้งถึงกับวนกลับมาที่ตัวมันเองแทนที่จะเดินทางเป็นเส้นตรง ผลลัพธ์ที่ได้คือวงแหวนคล้ายเงาที่ล้อมรอบจุดศูนย์กลางที่มืดมิด แสงอาจบิดเบี้ยวในลักษณะ

ที่ต้องเลี้ยว 

180° ซึ่งจะทำให้นักดาราศาสตร์สามารถศึกษาด้านไกลของวัตถุได้เงาเป็นสิ่งที่น่าสนใจมาก เนื่องจากขนาดและรูปร่างของมันขึ้นอยู่กับมวลเป็นหลัก และในระดับเล็กน้อย การหมุนของหลุมดำที่เป็นไปได้ ด้วยเหตุนี้จึงเผยให้เห็นคุณสมบัติโดยธรรมชาติของมัน การคาดคะเนทางทฤษฎีตามทฤษฎีสัมพัทธภาพ

ทั่วไปได้ตัดรูปร่างบางอย่างออกไปแล้ว เช่น เงารูปไข่ไม่อยู่ในเมนู การเห็นเงาที่แท้จริงของ SgrA* จะเป็น “การตรวจสอบความสอดคล้องอีกครั้งสำหรับทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป” ในแคนาดา กล่าว Broderick ซึ่งเป็นนักทฤษฎีและเป็นส่วนหนึ่งของทีม EHT ได้จำลองว่าเงาควรมีลักษณะอย่างไร 

เขาบอกฟิสิกส์เวิลด์ลักษณะที่ปรากฏของเงานั้น “เข้ารหัสข้อมูลเกี่ยวกับกาล-อวกาศโดยรอบ ทำหน้าที่เหมือน CAT-scan ของสภาพแวดล้อม” ดังนั้นข้อสังเกตเหล่านี้จึง “จะตั้งเวทีสำหรับการวิจัยแรงโน้มถ่วงสูง”การสังเกตเงาของ SgrA* โดยตรง ซึ่งมีความยาวเพียง 50 ไมโครวินาทีไม่ใช่ความสำเร็จ 

นักดาราศาสตร์ต้องการกล้องโทรทรรศน์ที่มีความละเอียดเชิงมุมเทียบได้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ เครื่องมือดังกล่าวจะมีขนาดใกล้เคียงกับโลกของเรา ซึ่งไม่สามารถทำได้อย่างชัดเจน นักดาราศาสตร์ EHT จะใช้เทคนิควิทยุ-ดาราศาสตร์ที่แทน ซึ่งสัญญาณวิทยุที่ซิงโครไนซ์จากแหล่งดาราศาสตร์จะถูกดึงขึ้นมา

ระยะห่างระหว่างกล้องโทรทรรศน์หรือสิ่งอำนวยความสะดวกแต่ละคู่จะเป็นตัวกำหนด “เส้นฐาน” และเส้นฐานเหล่านี้ร่วมกันสร้างกล้องโทรทรรศน์เสมือนขนาดมหึมาขนาดเท่าทวีปหรือใหญ่กว่าได้อย่างมีประสิทธิภาพ สัญญาณที่ได้รับจาก “เสาอากาศ” แต่ละอัน (จานกล้องโทรทรรศน์แต่ละจาน) ในเครือข่ายจะถูกติดแท็กอย่างแม่นยำด้วยการประทับเวลาที่แม่นยำมาก 

Credit : เว็บสล็อตแท้ / สล็อตเว็บตรงไม่ผ่านเอเย่นต์