مايو 16, 2022

هذا الأسبوع ، حصل العالم أول نظرة لها على برج القوس A *، الثقب الأسود الهائل في وسط مجرتنا. تم التقاط صورة حلقة ذهبية ضبابية من غاز شديد السخونة وضوء منحني تلسكوب أفق الحدثشبكة من ثمانية مراصد راديوية منتشرة في جميع أنحاء العالم.

فريال أوزيلقال عالم فلك بجامعة أريزونا وعضو مؤسس في اتحاد EHT ، إن رؤية صورة الثقب الأسود كانت بمثابة لقاء أخيرًا في الحياة الواقعية مع شخص لم تتفاعل معه إلا عبر الإنترنت.

ل أندريا جيزعالمة فيزياء فلكية في جامعة كاليفورنيا ، ربما كان اللقاء أشبه بسيرة ذاتية تلتقي بموضوعها بعد عقود من المطاردة.

في عام 2020 ، تم منح جائزة Ghez جائزة نوبل في الفيزياء لدورها في اكتشاف جسم فائق الكتلة في قلب مجرة ​​درب التبانة. من المعروف الآن أن هذا الكائن هو القوس A * ، أو Sgr A * للاختصار.

يدرس Ghez مركز مجرتنا ومدارات آلاف النجوم التي تطوق الجسم الكثيف في قلبه. على الرغم من أنها لم تشارك في مشروع EHT ، إلا أنها قالت إنجازاته “الرائعة” – بما في ذلك 2019 الكشف عن الثقب الأسود رسو مجرة ​​بعيدة تعرف باسم Messier 87 – تقدم إمكانيات جديدة ومثيرة للاهتمام لدراسة الكون.

تحدثت معها صحيفة لوس أنجلوس تايمز حول الثقوب السوداء والمفاجآت الكونية وما علاقة أينشتاين بتطبيق GPS على هاتفك. تم تحرير المقابلة من أجل الطول والوضوح.

ما هو شعورك عندما تضع عينيك أخيرًا على الشيء الذي قضيت حياتك المهنية في دراسته؟

إنه أمر مثير للغاية. نحن نعيش في لحظة مثيرة حقًا حيث تتقدم التكنولوجيا بسرعة كبيرة في العديد من المجالات وتعطينا رؤى جديدة حول هذه الأشياء الغريبة بشكل لا يصدق.

هل تبدو مختلفة عما توقعت؟

بالحقيقة لا. إنه مشابه بشكل ملحوظ. يجب أن ترى هذه الحلقة في نصف قطر شوارزشيلد مرتين ونصف تقريبًا [the radius of the event horizon, the boundary around a black hole beyond which no light or matter can escape]. هذا هو التنبؤ بالمكان الذي يجب أن تنحني فيه الجاذبية ، وهذا هو بالضبط المكان الذي تراه فيه. هذا مثير للإعجاب.

صورة ضبابية لحلقة متوهجة.

هذه هي الصورة الأولى لـ Sagittarius A * ، الثقب الأسود الهائل في مركز مجرتنا.

(تعاون EHT)

ما مدى تغير القدرات التكنولوجية للباحثين منذ أن بدأت في دراسة الثقوب السوداء؟

تطورات ضخمة وهائلة. غالبًا ما أقول إننا نتصفح في موجة التطور التكنولوجي. كل ما نقوم به حقًا يمكن وصفه بالاكتشاف الممكّن للتكنولوجيا.

أحد الأشياء التي أحبها في العمل في هذه المجالات حيث تتطور التكنولوجيا بسرعة كبيرة هو أنها تتيح لك الفرصة لرؤية الكون بطريقة لم تكن قادرًا على رؤيتها من قبل. وكثيرًا ما يكشف ذلك عن اكتشافات غير متوقعة.

نحن محظوظون حقًا لأننا نعيش في هذه اللحظة حيث تتطور التكنولوجيا بسرعة كبيرة بحيث يمكنك حقًا إعادة كتابة الكتب المدرسية. تلسكوب أفق الحدث هو قصة مماثلة.

ما هي أكثر الأسئلة التي لم تتم الإجابة عنها حول الكون والتي تثيرك أكثر؟

لدي اثنين من المفضلة الآن. الشيء الذي أنا متحمس للغاية بشأنه هو قدرتنا على اختبار كيفية عمل الجاذبية بالقرب من الثقب الأسود الهائل باستخدام مدارات النجوم ، وأيضًا كمسبار للمادة المظلمة في مركز المجرة. كلا هذين الأمرين يجب أن يطبع على المدارات.

أندريا جيز ، أستاذة الفيزياء وعلم الفلك بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس.

فازت عالمة الفلك في جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس ، أندريا غيز ، بجائزة نوبل في الفيزياء لعام 2020 عن عملها على الثقوب السوداء.

(آرون رانين / أسوشيتد برس)

الطريقة البسيطة التي أحب التفكير فيها هي: في المرة الأولى ، تخبرك هذه المدارات بالشكل. وبعد ذلك تحصل على أسئلة أكثر تفصيلاً لأنك تعرف نوعًا ما مكان وجود النجم في الفضاء.

على سبيل المثال ، S0-2 (وهو نجمي المفضل في المجرة ، وربما في الكون) يدور كل 16 عامًا. نحن الآن في المقطع الثاني ، وهذا يمنحنا الفرصة لاختبار نظريات أينشتاين بطرق مختلفة عما يبحث عنه تلسكوب أفق الحدث ، وكذلك لتقييد كمية المادة المظلمة التي قد تتوقعها في مركز المجرة. هناك أشياء لا نفهمها عن النتائج الأولية ، وهذا بالنسبة لي دائمًا الجزء الأكثر إثارة في القياس – عندما لا تكون الأشياء منطقية.

ما هو نهجك في تلك اللحظات؟

يجب أن تتحلى بالنزاهة الكاملة في عمليتك. قد لا تكون الأشياء منطقية لأنك ترتكب خطأ ، وهذه نتيجة غير مثيرة للاهتمام ، أو قد لا تكون منطقية لأن هناك شيئًا جديدًا يجب اكتشافه. تلك اللحظة التي لم تكن متأكدًا فيها هي مثيرة للاهتمام ومثيرة للغاية.

لقد اكتشفنا للتو هذه الأجسام في مركز المجرة والتي يبدو أنها تمتد عندما تقترب من الثقب الأسود ، ثم تصبح أكثر إحكاما. يطلق عليهم تفاعلات المد والجزر. إذا كنت تفكر في فيلم “Interstellar” مع موجة المد والجزر العملاقة ، فسيكون هذا بمثابة موجة مد كبيرة ترفع للتو من الكوكب. إذا رأينا نجومًا لها أنواع من التفاعلات ، فهذا يعني أن النجم يجب أن يكون ، لا أعرف ، أكبر بمئة مرة من أي شيء توقعناه في هذه المنطقة. وهذا يجعلك تخدش رأسك.

نعم بالتاكيد. تمثل الثقوب السوداء نوعًا ما انهيار فهمنا لكيفية عمل الجاذبية. لا نعرف كيف نجعل الجاذبية وميكانيكا الكم يعملان معًا. وتحتاج إلى هذين الشيئين للعمل معًا لشرح ماهية الثقب الأسود ، لأن الثقب الأسود هو جاذبية قوية بالإضافة إلى جسم صغير غير متناهٍ في الصغر.

انتظر ماذا؟ اعتقدت أن الثقوب السوداء كانت ضخمة.

لا. الصورة هي للظواهر التي تحدث حول الثقب الأسود. الثقب الأسود ليس له حجم محدد ، لكن هناك هذا نبذة مختصرة حجم أفق الحدث ، وهي النقطة الأخيرة التي يمكن للضوء أن يفلت منها. ثم يتركز تفاعل الجاذبية مع الضوء المحلي في هذه الحلقة التي تزيد مرتين ونصف عن أفق الحدث.

على أي حال ، نحن نعلم أن الثقوب السوداء تمثل انهيار معرفتنا. لهذا السبب يواصل الجميع اختبار أفكار أينشتاين حول الجاذبية هناك ، لأنه في مرحلة ما تتوقع أن ترى ما قد تسميه النسخة الموسعة من الجاذبية ، بنفس الطريقة التي كان فيها أينشتاين هو النسخة الموسعة لنسخة نيوتن.

هل من العدل أن نقول إن قوانين نيوتن تقوم بعمل لائق في شرح كيفية عمل الجاذبية هنا على كوكبنا الصغير ، لكننا نحتاج إلى أينشتاين بمجرد أن نتجه إلى الكون؟

نعم ، باستثناء ما نأخذه كأمر مسلم به اليوم: هواتفنا المحمولة. حقيقة أننا يمكن أن نجد أنفسنا جيدًا على Google أو Waze أو تطبيق المرور المفضل لديك هو أن أنظمة GPS تضع هاتفك فيما يتعلق بالأقمار الصناعية التي تدور حول الأرض. يجب أن تستخدم هذه الأنظمة نسخة أينشتاين من الجاذبية. نعم يمكننا استخدام نيوتن حتى نهتم بأمور مثل هذه.