เรียบเรียงจากภาพโดยใช้ความเอื้อเฟื้อ CC-BY-SA ESO (ผ่านวิกิมีเดียคอมมอนส์)

การถ่ายภาพหลุมดำ

หรือวิธีการสร้างกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่เท่ากับโลก

นี่ไง. ภาพแรกที่ถูกถ่ายจากหลุมดำ

และบางทีมันอาจไม่ได้ดูงดงามในตอนแรก แต่ให้พิจารณาสิ่งนี้: ไม่เพียง แต่หลุมดำนี้จะอยู่ห่างจากเราประมาณ 55 ล้านปีแสง แต่หลุมดำนั้นมองไม่เห็นด้วยธรรมชาติของพวกมัน! (นี่เป็นเพราะแรงดึงดูดของพวกเขานั้นแรงมากจนแม้แต่แสงก็ไม่สามารถหนีพวกมันได้)

ด้วยเหตุนี้หลายปีที่นักดาราศาสตร์คิดว่าภาพของหลุมดำจะเป็นไปไม่ได้

พวกเขาผิด

ในทางทฤษฎีเราไม่สามารถถ่ายรูปหลุมดำได้เพราะมันเป็นไปไม่ได้ที่จะถ่ายรูปสิ่งที่ไม่เปล่งแสงหรือสะท้อนแสง

ลองมองให้ละเอียด สิ่งที่คุณเห็นในภาพไม่ใช่หลุมดำ แต่เป็นดิสก์รอบตัว คุณจะเห็นพื้นที่สีดำวงแหวนแห่งไฟและภายในสีดำที่มากขึ้น

นั่นคือหลุมดำ

ในภาพนี้หลุมดำไม่สามารถมองเห็นได้และไม่ควรเป็นถ้ากฎของฟิสิกส์ของเรานั้นถูกต้อง

วงแหวนนั้นมีอยู่เนื่องจากปรากฏการณ์ที่ดาวฤกษ์เข้ามาใกล้หลุมดำมากเกินไปและถูกดูดเข้าไป

เนื่องจากแรงโน้มถ่วงจำนวนมหาศาลที่กระทำโดยหลุมดำทำให้ดาวถูกดึงเข้ามาจนกระทั่งสิ่งที่เหลืออยู่คือวงแหวน แหวนนี้เรียกว่าดิสก์สะสมมวลสารและเป็นส่วนที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดของภาพที่ถ่าย

แต่มันจะไม่หายไปตลอดกาล: หลุมดำยังคงออกแรงดึงและหลังจากระยะเวลาหนึ่งแหวนนี้ก็จะถูกกินเช่นกัน

เรื่องราวเริ่มต้นด้วยทีมนักประดิษฐ์เล็ก ๆ และจบลงด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ไม่เหมือนอะไรในโลกที่เคยเห็นมา

แม้ว่าจะมีความก้าวหน้าครั้งสำคัญในเทคโนโลยีกล้องโทรทรรศน์เมื่อเร็ว ๆ นี้ แต่ก็ไม่มีกล้องเดียวบนโลกที่สามารถถ่ายภาพหลุมดำได้ พวกมันเล็กเกินไปที่จะทำเช่นนั้น!

ในทางทฤษฎีแล้วการมีความละเอียดแบบนั้นคุณจะต้องมีกล้องโทรทรรศน์ขนาดเท่าโลกและแน่นอนว่าเป็นไปไม่ได้ ในการแก้ปัญหานี้พวกเขาพบกับความคิดที่เป็นนวัตกรรมอย่างแท้จริง: ถ้ากล้องโทรทรรศน์ตัวใดตัวหนึ่งไม่สามารถทำงานได้

เมื่อมันปรากฏออกมาพวกเขาพูดถูก

ทีมใช้เครือข่ายอาหารทั่วโลกเพื่อจำลองกล้องโทรทรรศน์ขนาดนี้ กล้องโทรทรรศน์วิทยุสิบสองเครื่องซึ่งประจำอยู่ ณ จุดต่าง ๆ ทั่วโลกถูกซิงค์กับนาฬิกาอะตอมที่ทรงพลัง กล้องโทรทรรศน์แต่ละตัวรวบรวมและบันทึกคลื่นวิทยุที่มาจากใกล้หลุมดำ ข้อมูลนี้ถูกรวมเข้าด้วยกันโดยใช้ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์เพื่อสร้างภาพของหลุมดำ

โปรแกรมนี้รวมถึงการสนับสนุนจากหลายประเทศและได้รับฉายาว่า Event Horizon Telescope หรือ EHT

หลุมดำนี้จริง ๆ แล้วเรียกว่าหลุมดำมวลมหาศาลที่อาศัยอยู่ในใจกลางกาแล็กซี่ของ Messier 87 มันมีมวลประมาณ 7 พันล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ของเรา นั่นมหาศาลเมื่อเทียบกับหลุมดำมวลมหาศาลอื่น ๆ

ส่วนที่สำคัญที่สุดของภาพถ่ายนี้คือบริเวณที่ไม่มีแสงสว่างวงกลมสีเข้มที่อยู่ตรงกลางซึ่งมีขนาดประมาณ 25 พันล้านไมล์ นั่นคือหลุมดำจริงๆ

และที่ขอบของมันคือสถานที่ที่รู้จักกันในชื่อเส้นขอบเหตุการณ์จุดที่ไม่ต้องกลับ เมื่อคุณข้ามขอบฟ้าเหตุการณ์แรงโน้มถ่วงของหลุมดำนั้นแรงมากจนคุณหนีไม่พ้น ไม่ใช่คุณไม่ใช่ยานอวกาศที่เร็วที่สุดหรือแม้แต่สิ่งที่เร็วที่สุดในเอกภพ: แสง

หลายสิ่งหลายอย่างจำเป็นต้องถูกต้องเพื่อจับภาพนี้เพียงพอที่มันอาจจะถือว่าเป็นปาฏิหาริย์ แสงเดินทางไปประมาณ 55 ล้านปีแสงโดยไม่ถูกดูดซับโดยแก๊สหรืออนุภาค คลื่นวิทยุเพียงเล็กน้อยเท่านั้นที่สัมผัสกับบรรยากาศชั้นนอกสุดจะสัมผัสกับพื้นผิวจริง ๆ เพราะคลื่นความถี่ส่วนใหญ่ดูดซับหรือสะท้อนกลับ และเพื่อให้คลื่นเหล่านี้ได้รับโดย EHT สภาพอากาศจำเป็นต้องดีและชัดเจนในทุก ๆ 12 กล้องโทรทรรศน์รวมถึงที่ในแอนตาร์กติกา

นี่เป็นภาพแรกของหลุมดำที่เคยถ่าย แต่แน่นอนว่าไม่ใช่ภาพสุดท้าย

หลังจากความสำเร็จครั้งแรกนี้ทีมนักวิทยาศาสตร์ EHT ได้เริ่มตรวจสอบหลุมดำอื่น ๆ โดยหวังว่าจะช่วยให้เราเข้าใจหลุมดำต่อไป

ตอนนี้ทีมได้หันกล้องยักษ์ไปสู่อีกหลุมดำที่ชื่อ Sagittarius A * หลุมดำนี้เป็นหนึ่งในใจกลางกาแลคซีของเราทางช้างเผือก เราเชื่อว่าภาพจะเปิดตัวเร็ว ๆ นี้

ด้วยภาพหลุมดำเหล่านี้เราสามารถเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับคุณสมบัติและตอบคำถามที่ยังไม่ได้ตอบเช่น:

ทำไมพวกเขาถึงอยู่ในใจกลางของกาแลคซี? ทำไมพวกเขาถึงหลั่งไหลอนุภาคขนาดใหญ่ของอะตอมไปสู่อวกาศ สิ่งเหล่านี้ส่งผลกระทบต่อผ้าเวลาว่างรอบตัวพวกมันอย่างไร

และในวันหนึ่งพวกเขาจะมีผลอะไรกับเรา

อยากเขียนกับเราไหม เพื่อกระจายเนื้อหาของเราเรากำลังมองหาผู้เขียนใหม่ที่จะเขียนที่ Snipette นั่นหมายความว่าคุณ! นักเขียนที่ต้องการ: เราจะช่วยคุณจัดแต่งชิ้นงานของคุณ นักเขียนที่ก่อตั้งขึ้น: คลิกที่นี่เพื่อเริ่มต้น

มีคำถามหรือไม่? มาพูดคุยกันข้างล่าง มาทักทายกันเลย!