بعد 104 سنوات على النظرية النسبية العامة لالبرت آينشتاين، نجح علماء الفلك اليوم بالتقاط أول صورة لثقب أسود، ما يبشّر بثورة في فهمنا للكائنات الأكثر غموضا في الكون.
تُظهر الصور الملتقطة هالة من الغبار والغاز، تتبع الخطوط العريضة لثقب أسود ضخم، في قلب مجرة ميسيير 87 ، على بعد 55 مليون سنة ضوئية من الأرض.
علماً أن الثقب الأسود نفسه، وهو مستنقع فلكي لا يمكن للضوء أو المادة النجاة منه، ما يزال كائنا غير مرئي. ولكن ملاحظات التلسكوب اليوم تأخذ العلماء إلى عتبته للمرة الأولى، مضيئة “أفق الحدث” الذي تطوى وراءه جميع قوانين الفيزياء المعروفة.
تم التقاط هذه الصورة الرائعة بواسطة Event Horizon Telescope (EHT)، وهي شبكة من ثمانية مناظير راديوية تمتد مواقعها من أنتاركتيكا إلى إسبانيا وشيلي، وهي ثمرة جهد علمي شارك فيه أكثر من 200 عالم.
قال شبرد دويلمان ، مدير EHT، وباحث أول في جامعة هارفارد: “الثقوب السوداء هي أكثر الأشياء غموضا في الكون. أخيراً، لقد رأينا ما اعتقدنا أنه غير مرئي. لقد التقطنا صورة لثقب أسود “.
تعطي الصورة أول لمحة مباشرة عن قرص تراكم الثقب الأسود، حلقة من الغاز والغبار على شكل دونات غامضة “تغذي” الوحش بداخله بثبات.
يلتقط جهاز EHT الإشعاعات المنبعثة من الجسيمات الموجودة داخل القرص والتي تبلغ حرارتها مليارات الدرجات أثناء دورانها حول الثقب الأسود بسرعة هائلة تقترب من سرعة الضوء، قبل أن تختفي أسفل الثقوب.
ما يظهَر كهالة تشبه الهلال في الصورة سببه أن الجسيمات في جانب القرص الدائرة نحو الأرض تتدحرج نحونا بشكل أسرع فتبدو أكثر إشراقا. الظل الداكن داخلها يؤشر الى حدود “أفق الحدث”، نقطة اللاعودة ، والتي لا يمكن لأي ضوء أو مادة أن تسافر بسرعة كافية للهروب من جاذبية الثقب الأسود التي لا ترحم.
وكانت النظرية النسبية لآينشتاين أول من تنبأ بالثقوب السوداء، رغم أن أينشتاين نفسه كان يشك في أنها موجودة بالفعل. ومنذ ذلك الحين، استطاع علماء الفلك جمع أدلة دامغة على أن هذه المجاري الكونية موجودة بالفعل، بما في ذلك الكشف مؤخرا عن موجات الجاذبية التي تموج عبر الكون عندما تصطدم أزواج منها ببعضها البعض.
وما أعطى هذه الثقوب أهمية كبرى أيضاً، هو الفيزيائي الشهير ستيفن هوكينغ، الذي طرح نظرية جديدة قبل وفاته حول المكان الذي تنتهي فيه المعلومات المفقودة في حال ابتلعت من قبل ثقب أسود.
ويقول هوكينغ في أبحاثه إن هذا المكان الذي تصل إليه المعلومات تضغط فيه الجاذبية بشكل كبير مما يبطل قوانين الفيزياء المعتادة.
وأشار هوكينغ إلى أن المعلومات أو أي مادة تختفي داخل ثقب أسود لا تكون قد فقدت تماماً، فوفقاً لطريقة عمل الكون يجب أن تستقر هذه المواد في مكان ما. وبحسب هوكينغ، فإن المواد التي تعبر الثقب الأسود ربما تذهب إلى عالم بديل لا نعرف أي شيء عنه.
وأكد هوكينغ في نظريته هذه أن العودة إلى عالمنا بعد الدخول في ثقوب سوداء غير ممكنة، لأنها بمثابة ممر لأكوان وأزمان أخرى.
لكن الثقوب السوداء تبدو صغيرة للغاية ومظلمة وبعيدة، ما يعني أن رصدها مباشرة يتطلب تلسكوبًا بدقة تعادل القدرة على رؤية كسرة خبز على القمر. وكان يعتقد ذات يوم أن ذلك يشكل تحديا لا يمكن التغلب عليه.
حقق EHT الهدف من خلال جمع بيانات من ثمانية من أهم المراصد الراديوية في العالم، بما في ذلك Atacama Large Millimeter Array (Alma) في تشيلي وتلسكوب القطب الجنوبي، خالقاً يذلك تلسكوبا افتراضيا بحجم الأرض.
عندما تم إطلاق المراصد في عام 2017 ، كان لدى EHT هدفان رئيسيان. الأول رصد ساجيتيريوس A ، الثقب الأسود في وسط درب التبانة، الذي لديه كتلة من حوالي أربعة ملايين شمس. الهدف الثاني، الذي أعطى صورة اليوم، هو رصد وجود ثقب أسود هائل في المجرة M87 ، حيث اختفى ما يعادل ستة مليارات شمس من الضوء والمادة.
توقف نجاح المشروع على سماء صافية في عدة قارات في وقت واحد وتنسيق رائع بين الفرق الثمانية البعيدة. تم تنسيق الملاحظات في المواقع المختلفة باستخدام ساعات ذرية، تسمى أجهزة مايزر الهيدروجين، وهي دقيقة جدا بنسبة ثانية واحدة كل 100 مليون عام. وفي ليلة واحدة في عام 2017 ، اجتمع كل شيء. وقال زيري يونسي، وهو عضو في جمعية EHT ومقرها في جامعة كوليدج لندن: “لقد حالفنا الحظ، كان الطقس ممتازًا”. .
كان الحجم الهائل للبيانات التي تم انتاجها غير مسبوق أيضًا – في ليلة واحدة، أنتجت EHT نفس القدر من البيانات التي يولدها مصادم Hadron الكبير في عام واحد. كان هذا يعني انتظار بيانات القطب الجنوبي لأشهر، والتي لا يمكن شحنها إلا في نهاية فصل الشتاء في القطب الجنوبي.
تعطي الملاحظات العلماء بالفعل رؤى جديدة عن البيئة الغريبة بالقرب من الثقوب السوداء، حيث الجاذبية شديدة إلى حد أن الواقع كما نعرفه يكون مشوها إلى درجة يصعب التعرف فيها عليه.
في “أفق الحدث”، ينحني الضوء في حلقة مثالية حول الثقب الأسود، مما يعني أنه إذا وقفت هناك فسوف تتمكن من رؤية الجزء الخلفي من رأسك. كما أنها توفر أحد أكثر الاختبارات صرامة حتى الآن لنظرية أينشتاين للنسبية العامة: هذا يتنبأ بشكل مستدير لهالة الثقب الأسود، تمشيا مع ما لاحظته EHT.
ويأمل العلماء أيضًا في فهم المزيد حول أصل الإشعاعات الطارئة التي تنطلق من أقطاب بعض الثقوب السوداء بسرعة قريبة الى سرعة الضوء، خالقة منارات رائعة يمكن التقاطها عبر الكون.
ومع ذلك، فإن الملاحظات لم تكشف بعد أي شيء عما يوجد داخل الثقب الأسود.
“والثقب الأسود هو ليس “أفق الحدث”، إنه شيء داخله.” قال يونسي “يمكن أن يكون شيئا ما داخل أفق الحدث مباشرةً، أو كائنًا غريبًا يحوم أسفل السطح، أو يمكن أن يكون تفردًا في المركز … أو حلقة”. “إنه لا يقدم لنا بعد شرحًا لما يجري في الداخل.”
وقال هينو فالك، رئيس مجلس العلوم في مؤسسة EHT، ومقره جامعة رادبود في هولندا: “السؤال الكبير بالنسبة لي هو ما إذا كنا سنتمكن من تجاوز هذا السقف. قد يكون الجواب ربما لا. هذا محبط ولكن يجب علينا أن نقبله “.
إعداد وترجمة BEKAA.COM عن NASA و The Guardian
الأربعاء 10 نيسان 2019