पिछले साल, हमने अंत में एक ब्लैक होल की तस्वीर ली। अब क्या?

दूरबीन की परिक्रमा करने से हमें पहले की तरह ब्लैक होल की कल्पना करने में मदद मिल सकती है।

असंभव को पूरा करने के लिए शेफर्ड डोलमैन को लगभग दस साल लग गए। इवेंट होरिजन टेलीस्कोप (ईएचटी) के निदेशक के रूप में, एक परियोजना जिसमें सैकड़ों शोधकर्ताओं का एक अंतरराष्ट्रीय समुदाय शामिल है, उन्होंने अंटार्कटिका सहित चार महाद्वीपों पर रेडियो दूरबीनों के बीच टिप्पणियों का समन्वय करने के लिए दुनिया भर के हार्ड ड्राइव से भरे सूटकेस पर वर्षों तक यात्रा की। 9 अप्रैल 2019 को, सहयोग ने आखिरकार उनके काम का फल लाया, और दुनिया ने एक ब्लैक होल की पहली छवि को देखा ।

करतब, जिसे ब्लैक बर्ड के अग्रणी सिद्धांतकार जेम्स बार्डिन ने 1973 में निराशाजनक कहा, खगोलीय प्रौद्योगिकी की एक उत्कृष्ट उपलब्धि थी। लेकिन जैसे ही डेटा प्रोसेसिंग पूरी हो गई और शैंपेन को गिरा दिया गया, ईएचटी सहयोग एक अर्थ में कुत्ते की तरह हो गया जिसने एक कार को पकड़ा। हार्वर्ड यूनिवर्सिटी के एक सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी एंड्रयू स्ट्रोमिंगर कहते हैं, "इतनी तेज़ी से इतना अच्छा शॉट पाकर हर कोई हैरान था।" "शेपर्ड और माइकल [जॉनसन, हार्वर्ड-स्मिथसोनियन खगोल भौतिकीविद और ईएचटी समन्वयक] ने मुझसे इस बारे में पूछा। “हम इसके साथ क्या करेंगे? हमने एक तस्वीर ली, और अब क्या? "

अब स्ट्रोमिंगर और शोधकर्ताओं की एक अंतःविषय टीम, जिसमें सिद्धांतवादी, प्रयोगकर्ता और एक दार्शनिक शामिल हैं, पिछले सप्ताह विज्ञान अग्रिमों में दिखाई देने वाले जंगली उत्तर के साथ लौट आए हैं । काफी दूरबीन के उपयोग के साथ, ईएचटी सहयोग एक ब्लैक होल के आसपास बहने वाले प्रकाश के कई प्रतिबिंबों को भेद सकता है। इन उलझी हुई किरणों में सटीक पैटर्न का विश्लेषण करके, खगोलविद सीधे ब्लैक होल के मूल गुणों को माप सकते हैं और आइंस्टीन के गुरुत्वाकर्षण के सिद्धांत का परीक्षण पहले कभी नहीं कर सकते हैं। वास्तव में, वे आशा करते हैं कि ब्लैक होल सितारों और ग्रहों की तरह अधिक हो जाएंगे: न केवल विचार के लिए वस्तुएं, बल्कि प्रत्यक्ष अवलोकन के लिए।

हार्वर्ड के एक सैद्धांतिक वैज्ञानिक , एलेक्स लूप्सस्का ने कहा, "ये ऐसी वस्तुएं हैं जो मेरे लिए सिर्फ समीकरण थे, जिन्हें मैंने गणितीय रूप से अपने दिमाग में देखने की कोशिश की थी ।" "लेकिन अब हमें उनकी असली तस्वीरें मिली हैं।"

टीम ने आइंस्टीन के सापेक्षता के सिद्धांत और अभूतपूर्व संकल्प के अनुकरण के आधार पर पेंसिल और पेपर का उपयोग करके गणना का प्रदर्शन किया, ताकि यह विश्लेषण किया जा सके कि ब्लैक होल प्रकाश के साथ क्या करते हैं। ध्यान बिगाड़ने वाले !: कुछ अजीब हुआ। "ब्लैक होल, वे सब कुछ वे करते हैं पर सबसे अच्छा कर रहे हैं," Lupsaska कहते हैं। और जिसमें प्रकाश किरणों को छोरों में झुकाना शामिल है।

भौतिक विज्ञान के नियमों का पालन करने वाली घनीभूत वस्तुओं के रूप में, ब्लैक होल में जबरदस्त ब्रह्मांडीय आकर्षण होता है, और भौतिकविदों ने लंबे समय से जाना है कि रसातल प्रकाश के लिफाफे में छिपा है। जहां पृथ्वी पासिंग कॉस्मिक कोबलस्टोन को आकर्षित कर सकती है - अंतरिक्ष में वापस उड़ने से पहले इसे कई कक्षाओं में खींचना - ब्लैक होल वास्तविक प्रकाश कणों को पकड़ सकते हैं। ब्लैक होल में दुर्घटनाग्रस्त होने वाली हर चीज हमेशा के लिए अंदर फंस जाती है, लेकिन बॉर्डर के करीब ग्लाइड करने वाले फोटोन ब्लैक होल के चारों ओर कई चक्कर लगा सकते हैं। "यह अंतरिक्ष के समय की प्रकृति" चिल्ला, "चिल्ला रही है," लूप्सस्का कहते हैं।

स्ट्रोमिंगर, लिप्सास्का और उनके सहयोगियों ने प्रकाश लिफाफे की विशिष्ट संरचना की सही गणना की और पृथ्वी से इसका अवलोकन करते समय यह कैसा दिखेगा।

यहां देखिए यह कैसे काम करता है। जब प्रकाश की किरणें एक ब्लैक होल के पास पहुंचती हैं, तो इसका भयानक गुरुत्वाकर्षण उन्हें कक्षा में ले जाता है। एक निश्चित दूरी पर गुजरने वाली किरणें अंतरिक्ष में जाने से पहले एक ब्लैक होल के चारों ओर आधा मोड़ बनाती हैं। थोड़ी दूर जा रही किरणें लौटने से पहले एक पूरा घेरा बना सकती हैं जहां से वे आए थे। पास से गुजरने वाली किरणें अभी भी एक और दो मोड़ बना सकती हैं, अन्य दो मोड़ और इतने पर। प्रकाश किरणों के इन अंतहीन समूहों में से प्रत्येक एक छवि बना सकता है (जब वे कैमरा या नेत्रगोलक को मारते हैं), इसलिए एक ब्लैक होल इस तरह की छवियों की एक अनंत संख्या बना सकता है। स्ट्रोमिंगर इस विचित्र प्रभाव की तुलना करता है कि कैसे आप एक डिपार्टमेंटल स्टोर में दो दर्पणों के बीच खड़े होते हैं और देखते हैं कि आपके प्रतिबिंब आगे कैसे बढ़ते हैं।

"एक आदर्श दूरबीन के साथ एक आदर्श दुनिया में, आप एक ब्लैक होल को देखेंगे और न केवल अन्य लोगों में, बल्कि पूरे ब्रह्माण्ड में अंकित छवियों की एक अनंत संख्या देखेंगे।"

लेकिन ईएचटी, सभी दूरबीनों की तरह, एकदम सही नहीं है। यह टेलीस्कोप भी नहीं है, लेकिन एक तकनीकी इंटरफेरोमीटर है। इंटरफेरोमीटर दो अलग-अलग स्थानों से दूर बिंदु की टिप्पणियों की तुलना करके काम करते हैं। वे स्थान एक दूसरे से दूर हैं, जिस वस्तु को वे पकड़ सकते हैं उसकी सूक्ष्म विशेषताएँ। ब्लैक होल के लगातार प्रतिबिंब (जो पर्यवेक्षक के लिए छल्ले के रूप में प्रकट हो सकते हैं) पतले और पतले होते जा रहे हैं, खगोलविदों को उन्हें देखने के लिए अधिक दूर वेधशालाओं का उपयोग करना चाहिए।

चिंतनशील छल्ले का पता लगाने के लिए, ईएचटी को और भी आगे जाना होगा। अंत में, अध्ययन के लेखकों का निष्कर्ष है कि सहयोग को अपने नेटवर्क में एक अंतरिक्ष वेधशाला जोड़ना चाहिए। केवल एक ही करना है। पृथ्वी की परिक्रमा करने वाला एक उपग्रह स्पष्ट रूप से पहली अंगूठी की पहचान कर सकता है, या चंद्रमा की परिक्रमा करने वाला वाहन दूसरा देख सकता है। यदि वे अंतरिक्ष यान को पृथ्वी और सूर्य के बीच के स्थान पर ले जा सकते हैं, जिसे दूसरे लैग्रेग पॉइंट (भविष्य के जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप का गंतव्य) के रूप में जाना जाता है, तो वे पहले तीन रिंगों की पहचान कर सकते थे। इस तरह के मिशन में कई सौ मिलियन डॉलर खर्च हो सकते हैं - महंगे, लेकिन सबसे बड़े वैज्ञानिक परियोजनाओं के रूप में महंगे नहीं। "यह कुछ ऐसा है जो किसी दिन करेंगे," लूपसस्का कहते हैं। "यह समय की बात है।"

धन के इस ढेर के साथ, खगोलविद ब्लैक होल के बारे में बहुत सारे ज्ञान खरीद लेंगे। छल्लों का अवलोकन तुरंत एक माध्यम के रूप में सापेक्षता के सामान्य सिद्धांत के पहले परीक्षण के रूप में होगा जो प्रकाश की किरणों को पूर्ण छोरों में मोड़ने के लिए मजबूत पर्याप्त गुरुत्वाकर्षण के साथ होता है। रिंगों की संकीर्णता बहुत सटीक है, इसलिए कोई भी विचलन संकेत देगा कि कुछ अजीब हो रहा है। "पैंतरेबाज़ी के लिए कोई जगह नहीं है," लूप्सस्का कहते हैं। "आप वहां जाते हैं और माप लेते हैं, और यह या तो सिद्धांत को फिट करता है या नहीं।"

सिद्धांतकारों की एक छोटी संख्या आइंस्टीन के सबसे सफल सिद्धांत के विनाश की उम्मीद करती है। बल्कि, वे और अधिक उत्साहित हैं कि इस तरह से छवि प्राप्त करने के लिए छल्ले दो ब्लैक होल के अस्तित्व को काफी करीब साबित कर सकते हैं। खगोलविदों के पास ब्लैक होल के मूल गुणों को मापने के कई तरीके हैं, जैसे कि इसका द्रव्यमान और घूर्णन, लेकिन इसकी जांच के लिए उन्हें बहुत सी धारणाएँ बनानी पड़ती हैं। रिंग्स का पैटर्न केवल एक ब्लैक होल पर निर्भर करता है - जिसका चमकदार प्लाज्मा और आस-पास के मलबे से कोई लेना-देना नहीं है - इसलिए ऐसे अवलोकन भौतिकविदों को इन रहस्यमय वस्तुओं के बारे में उनके सबसे बुनियादी सवालों के जवाब देने के लिए एक स्पष्ट तरीका प्रदान कर सकते हैं।

और यह विश्लेषण केवल शुरुआत है। पिछली गर्मियों में (एक विशेषज्ञ मूल्यांकन की प्रत्याशा में) कार्य प्रस्तुत किए जाने के बाद, इसने बाद के शोध की एक लहर पैदा की, क्योंकि भौतिक विज्ञानी इस सिद्धांत को विकसित करने की जल्दी में थे। "यह बल दिया जाता है कई दिलचस्प जानकारी है कि हम अभी तक छानबीन नहीं की है देखते हैं कि, और वे संभव नए अध्ययन करने के लिए हमें प्रेरित कहते हैं," एलिजाबेथ Himwich , एक हार्वर्ड स्नातक छात्र जो विश्लेषण किया है कि कैसे एक अंगूठी से दूसरे में प्रकाश विकल्पों के प्रकार ।

लिप्सास्का जीवविज्ञान के उदाहरण से प्रारंभिक चरणों में किए जाने वाले प्रयासों की तुलना करता है। "इससे पहले कि आप समझना चाहते हैं कि डीएनए की व्यवस्था कैसे करें और डीएनए की प्रतिलिपि बनाने और संपादित करने के लिए क्लस्टर शॉर्ट पैलिंड्रोमिक दोहराव का उपयोग करें, आप पहले जंगल में जाएं और निर्दिष्ट करें:" यह एक पेड़ है, यह एक फूल है, "वे कहते हैं। "यह यहाँ है कि हम भौतिकी के क्षेत्र में एक प्रयोगात्मक विज्ञान के रूप में ब्लैक होल के अध्ययन में हैं।"