ब्लैक होल पिक्चर इतनी बेहतर हो सकती है कि अगर आप स्पेस टेलीस्कोप जोड़ दें

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ब्लैक होल की हमारी पहली तस्वीर विज्ञान के लिए एक बहुत बड़ा क्षण था। इन अजीब, नियम-तोड़ने वाले किन्नरों के बारे में हम और भी अधिक सीखेंगे।

अब यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी और अन्य साझेदारों के साथ नीदरलैंड के शहर निज्मेजेन में रैडबोड विश्वविद्यालय के खगोलविदों का एक समूह ब्लैक होल की बहुत अधिक तीखी तस्वीरें प्राप्त करने की योजना विकसित कर रहा है।

द इवेंट होराइज़न टेलीस्कोप (EHT) की एक ब्लैक होल की पहली तस्वीर एक वैज्ञानिक विजय और सहयोग, इंजीनियरिंग और प्रौद्योगिकी की एक उपलब्धि थी। प्रकृति के बारे में हमारी प्रजातियों की सहज जिज्ञासा को भी फेंक दें। यह एक शक्तिशाली, प्रभावी मिश्रण है।

लेकिन, तस्वीर धुंधली थी, क्या ऐसा नहीं था? यह अभी भी एक जीत है, और बहुत सारे शोध और नए कागजात इसके परिणामस्वरूप होंगे। लेकिन क्या यह और भी बेहतर हो सकता है?

वैज्ञानिकों के समूह के पास ब्लैक होल की स्पष्ट छवियां प्राप्त करने के लिए रेडियो दूरबीनों को अंतरिक्ष में लॉन्च करने की योजना है। उन्होंने एस्ट्रोनॉमी और एस्ट्रोफिज़िक्स जर्नल में अपनी योजनाओं का विवरण देते हुए एक पत्र प्रकाशित किया। उनका अंतिम लक्ष्य? आइंस्टीन की सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत का परीक्षण करने के लिए, फिर से।

"सामान्य सापेक्षता का आइंस्टीन का सिद्धांत सटीक रूप से भविष्यवाणी करता है कि ब्लैक होल छाया का आकार और आकार क्या होना चाहिए।"
फ्रीक रूलोफ्स, लीड ऑथर, रेडबड यूनिवर्सिटी।

ईएचटी दुनिया भर में रेडियो दूरबीनों का एक समूह है जो एक दूसरे के साथ मिलकर काम करता है। वे इंटरफेरोमेट्री के सिद्धांत पर काम करते हैं। साथ में,, स्कोप्स पृथ्वी के आकार के एक प्रकार के वर्चुअल टेलीस्कोप की तरह काम करते हैं। यही कारण है कि हमें एक ब्लैक होल देखने के लिए काफी दूरबीन मिली। लेकिन ईएचटी को अन्य स्थलीय दूरबीनों के समान ही बाधा है: पृथ्वी का वायुमंडल।

पृथ्वी का वातावरण खगोलविदों के लिए बहुत सारी समस्याएं पैदा कर सकता है। टेलीस्कोपों को किसी तरह वातावरण के अनुकूल होने के लिए महान दूरी पर वस्तुओं की छवियों को इकट्ठा करना पड़ता है। यही कारण है कि टेलीस्कोप विशेष स्थानों में निर्मित होते हैं: आदर्श रूप से उच्च ऊंचाई पर शुष्क वातावरण में।

ईएचटी के रेडियो दूरबीन दुनिया भर में ऊंचाई वाले स्थानों पर हैं। वे आल्प्स में, सिएरा नेवादा में, अटाकामा में और हवाई में हैं। लेकिन वे अभी भी पृथ्वी के वायुमंडल द्वारा सीमित हैं। और वह वातावरण उच्चतम आवृत्ति वाली रेडियो तरंगों को prevents स्कोप तक पहुंचने से रोकता है।

"अंतरिक्ष में, आप उच्च रेडियो आवृत्तियों पर अवलोकन कर सकते हैं, क्योंकि पृथ्वी से आवृत्तियों को वायुमंडल द्वारा फ़िल्टर किया जाता है।"
फ्रीक रूलोफ्स, लीड ऑथर, रेडबड यूनिवर्सिटी।

EHT की प्रभावशीलता के लिए एक और सीमित कारक है: पृथ्वी का आकार। पृथ्वी पर हम केवल पृथ्वी की "चौड़ाई" के अलावा किसी अन्य स्थान पर स्कोप को जोड़ने के लिए इंटरफेरोमेट्री का उपयोग नहीं कर सकते हैं। तो कोई भी आभासी दूरबीन हमारे ग्रह के आकार द्वारा ही सीमित है।

कागज के लेखकों के पास वायुमंडल की समस्या और पृथ्वी के आकार की समस्या दोनों का समाधान है। जगह-जगह रेडियो टेलिस्कोप लगाएं।

वे अपने प्रस्तावित प्रोजेक्ट को ईवेंट क्षितिज इमेजर (ईएचआई) कहते हैं, और वे कहते हैं कि यह ईएचटी की तुलना में पांच बार ब्लैक होल की छवियों का उत्पादन कर सकता है। विचार दो या तीन उपग्रहों को कक्षा में रखने का है जो रेडियो वेधशालाओं के रूप में कार्य करेंगे। वहाँ से, वे ईएचटी की दोनों सीमाओं से मुक्त होंगे।

रेडबाउड यूनिवर्सिटी के पीएचडी उम्मीदवार और लेख के प्रमुख लेखक, फ्री रोएलोफ्स कहते हैं, "पृथ्वी पर स्थायी रेडियो दूरबीनों के बजाय, ईवेंट होरिजन टेलीस्कोप (ईएचटी) के उपयोग से बहुत सारे फायदे हैं।" “अंतरिक्ष में, आप उच्च रेडियो आवृत्तियों पर अवलोकन कर सकते हैं, क्योंकि पृथ्वी से आवृत्तियों को वायुमंडल द्वारा फ़िल्टर किया जाता है। अंतरिक्ष में दूरबीनों के बीच की दूरियां भी बड़ी होती हैं। इससे हम एक बड़ा कदम उठा सकते हैं। हम ईएचटी के साथ पांच से अधिक बार एक संकल्प के साथ चित्र ले सकते हैं जो संभव है। ”

टीम ने ब्लैक होल की नकली छवियां बनाईं जो दर्शाती हैं कि ईएचआई क्या देख पाएगा।

एक ब्लैक होल की शार्प इमेज से बेहतर जानकारी मिलेगी जिसका उपयोग आइंस्टीन की थ्योरी ऑफ जनरल रिलेटिविटी को अधिक विस्तार से जांचने के लिए किया जा सकता है। रेडियो एस्ट्रोनॉमी के प्रोफेसर हेनो फालके कहते हैं, "यह तथ्य है कि उपग्रह पृथ्वी के काफी चक्कर लगा रहे हैं।" “उनके साथ, आप ब्लैक होल के वास्तविक विवरणों को देखने के लिए एकदम सही चित्र ले सकते हैं। यदि आइंस्टीन के सिद्धांत से छोटे विचलन होते हैं, तो हमें उन्हें देखने में सक्षम होना चाहिए। "

आइंस्टीन की थ्योरी ऑफ़ जनरल रिलेटिविटी के आगे के परीक्षण EHI के मुख्य लक्ष्यों में से एक हैं। स्पेस मैगज़ीन के साथ एक ईमेल एक्सचेंज में, प्रमुख लेखक फ्रीक रूलोफ़्स ने इसे इस तरह समझाया: "सामान्य सापेक्षता का आइंस्टीन का सिद्धांत वास्तव में उसी आकार की भविष्यवाणी करता है जो एक ब्लैक होल छाया का आकार और आकार होना चाहिए। गुरुत्वाकर्षण के वैकल्पिक सिद्धांत विभिन्न आकारों और आकारों की भविष्यवाणी करते हैं, लेकिन सामान्य सापेक्षता से भविष्यवाणी के साथ अंतर आम तौर पर 10% या उससे कम है। इसलिए, सामान्य सापेक्षता और गुरुत्वाकर्षण के अन्य सिद्धांतों के बीच अंतर करने में सक्षम होने के लिए, हमें उच्च-रिज़ॉल्यूशन की छवियों की आवश्यकता है जो हम केवल अंतरिक्ष-आधारित टिप्पणियों से प्राप्त कर सकते हैं। ”

हां, गुरुत्वाकर्षण के अन्य सिद्धांत हैं। भले ही हर बार वैज्ञानिक आइंस्टीन के टीजीआर का परीक्षण करने में सक्षम होते हैं, लेकिन सबूत सिद्धांत का समर्थन करते हैं, फिर भी कुछ सवाल उठने लगे हैं। विज्ञान की दुनिया में गुरुत्वाकर्षण के कई वैकल्पिक सिद्धांत हैं, और वे ज्यादातर ब्लैक होल, डार्क मैटर और डार्क एनर्जी के बारे में हमारे अनुत्तरित प्रश्नों से बंधे हैं।

गुरुत्वाकर्षण के दर्जनों वैकल्पिक सिद्धांत हैं, और उनमें से अधिकांश सबूतों के खिलाफ अच्छी तरह से तैयार नहीं हुए हैं। लेकिन वे मौजूद हैं क्योंकि अगर आइंस्टीन के टीजीआर का परीक्षण करने के लिए डिज़ाइन किए गए इन प्रयोगों में से एक इसे गलत साबित करता है, तो हमारे पास काम करने के लिए एक और सिद्धांत होना चाहिए।

“ईएचटी के साथ, डेटा के साथ हार्ड ड्राइव को हवाई जहाज द्वारा प्रसंस्करण केंद्र में ले जाया जाता है। अंतरिक्ष में यह संभव नहीं है। ”

वलोडिमिर कुदरियाशोव, रेडबाउड रेडियो लैब और ईएसए / ईएसटीईसी के शोधकर्ता।

अगर ईएचआई कभी पास करने के लिए आता है तो बहुत सारी चुनौतियां हैं। ईएचटी के साथ, प्रत्येक वेधशाला अपने डेटा को एक हार्ड ड्राइव पर सहेजती है जिसे डेटा प्रोसेसिंग सेंटर में वितरित किया जाता है। प्रत्येक क्षेत्र के सभी डेटा को अत्यधिक सटीकता के लिए एक परमाणु घड़ी का उपयोग करके संयुक्त किया जाता है। लेकिन अंतरिक्ष में वह कैसे काम करेगा?

“ईएचटी के साथ, डेटा के साथ हार्ड ड्राइव को हवाई जहाज द्वारा प्रसंस्करण केंद्र में ले जाया जाता है। यह निश्चित रूप से अंतरिक्ष में संभव नहीं है, ”रेडबौड रेडियो लैब के एक शोधकर्ता वोलोडिमिर कुदरियाशोव ने कहा, जो ईएसए / ईएसटीईसी पर भी काम करता है। कागज के अनुसार, एक लेजर लिंक का उपयोग प्रसंस्करण के लिए पृथ्वी पर डेटा भेजने के लिए किया जा सकता है। उनके लिए पहले से ही एक मिसाल है, वे कहते हैं, और भविष्य के अंतरिक्ष मिशनों की योजना बनाई है और आगे भी लेजर संचार को परिष्कृत करेगा।

एक अन्य चुनौती तेज छवियों के उत्पादन के लिए आवश्यक उपग्रहों की सटीक स्थिति और गति है। "अवधारणा की मांग है कि आपको उपग्रहों की स्थिति और गति का सही पता लगाने में सक्षम होना चाहिए," कुदरीशोव ने कहा। "लेकिन हम वास्तव में मानते हैं कि परियोजना संभव है।"

ईएचआई एक तरह के हाइब्रिड इंटरफेरोमीटर के रूप में ईएचटी के साथ मिलकर काम करेगा, ऑर्बिटल वेधशालाओं के डेटा के साथ सभी स्थलीय वेधशालाओं के डेटा को मिलाएगा। दोनों दुनिया के सर्वश्रेष्ठ।

"इस तरह एक हाइब्रिड का उपयोग करना एक ब्लैक होल की चलती छवियों को बनाने की संभावना प्रदान कर सकता है, और आप और भी अधिक और कमजोर स्रोतों का निरीक्षण करने में सक्षम हो सकते हैं," फालके ने कहा।