रेडियो दूरबीनों के एक अंतरराष्ट्रीय नेटवर्क ने ब्लैक होल की छाया की पहली करीब-करीब छवि तैयार की है, जिसका खुलासा वैज्ञानिकों ने आज सुबह (10 अप्रैल) किया। ईवेंट होरिजन टेलीस्कोप नामक सहयोग ने दशकों के पूर्वानुमान की पुष्टि की कि प्रकाश इन अंधेरे पिंडों के आसपास कैसा व्यवहार करेगा, और ब्लैक होल खगोल विज्ञान के एक नए युग के लिए मंच निर्धारित किया है।
"एरीयन यूनिवर्सिटी के एक खगोल भौतिकीविद और ब्लैक होल शोधकर्ता एरिन बॉनिंग ने कहा," शून्य से अद्भुत तक, यह आश्चर्यजनक था। यह इमेजिंग प्रयास में शामिल नहीं था।
"उसने कहा, यह वही था जिसकी मुझे उम्मीद थी," उसने लाइव साइंस को बताया।
घोषणा, लगभग डेढ़ सप्ताह पहले ही छेड़ी गई, दोनों अविश्वसनीय रूप से रोमांचक और लगभग पूरी तरह से आश्चर्यजनक विवरण या नए भौतिकी से रहित होने में कामयाब रहे। भौतिकी नहीं टूटी। ब्लैक होल की कोई अप्रत्याशित विशेषताएं सामने नहीं आईं। छवि ही ब्लैक होल के चित्रण के लिए लगभग एक परिपूर्ण मैच थी जिसका उपयोग हम विज्ञान और पॉप संस्कृति में देखने के लिए कर रहे हैं। बड़ा अंतर यह है कि यह पूरी तरह से धुंधला है।
ब्लैक होल से संबंधित कई महत्वपूर्ण प्रश्न थे जो अनसुलझे बने रहे, हालांकि, बोनिंग ने कहा।
ब्लैक होल कैसे गर्म, तेज़ पदार्थ के अपने विशाल जेट का उत्पादन करते हैं?
सभी सुपरमेसिव ब्लैक होल में पास के पदार्थ को चबाने की क्षमता होती है, इसमें से अधिकांश को अपने घटना क्षितिज के पिछले हिस्से में अवशोषित कर लेते हैं, और शेष को अंतरिक्ष में प्रकाश की गति से बाहर थूकने वाले टॉवर एस्ट्रोफिजिसिस्ट "रिलेटिविस्टिक जेट्स" के रूप में बाहर थूकते हैं।
और कन्या A के केंद्र में ब्लैक होल (जिसे मेसियर 87 भी कहा जाता है) अपने प्रभावशाली जेट्स, अंतरिक्ष और विकिरण से पूरे अंतरिक्ष में कुख्यात है। इसके सापेक्ष जेट इतने विशाल हैं कि वे आसपास की आकाशगंगा से पूरी तरह बच सकते हैं।
और भौतिकविदों को पता है कि यह कैसे होता है के व्यापक स्ट्रोक: सामग्री चरम गति को गति देती है क्योंकि यह ब्लैक होल के गुरुत्वाकर्षण में अच्छी तरह से गिर जाता है, फिर कुछ उस जड़ता को बनाए रखते हुए बच निकलते हैं। लेकिन वैज्ञानिक इस बात के विवरण से असहमत हैं कि ऐसा कैसे होता है। यह छवि और संबंधित कागजात अभी तक कोई विवरण नहीं देते हैं।
बॉनिंग ने कहा कि यह पता लगाने के लिए कि घटना होराइजन्स टेलीस्कोप टिप्पणियों को जोड़ने की बात होगी - जो अंतरिक्ष की काफी छोटी मात्रा को कवर करती है - सापेक्षवादी जेट की बहुत बड़ी छवियों के साथ।
हालांकि, भौतिकविदों के पास जवाब नहीं है, उसने कहा, एक अच्छा मौका है कि वे जल्द ही आएंगे - विशेष रूप से एक बार सहयोग अपने दूसरे लक्ष्य की छवियों का उत्पादन करता है: सुपरमेसिव ब्लैक होल धनु ए * हमारी अपनी आकाशगंगा के केंद्र में, जो कन्या ए की तरह जेट का उत्पादन नहीं करता है। दो छवियों की तुलना में, उसने कहा, कुछ स्पष्टता प्रदान कर सकती है।
सामान्य सापेक्षता और क्वांटम यांत्रिकी एक साथ कैसे फिट होते हैं?
जब भी भौतिकविदों को वास्तव में रोमांचक नई खोज के बारे में बात करने के लिए मिलता है, तो आप किसी को सुझाव देने की उम्मीद कर सकते हैं कि यह मात्रात्मक गुरुत्वाकर्षण की व्याख्या करने में मदद कर सकता है। "
ऐसा इसलिए है क्योंकि क्वांटम गुरुत्व भौतिकी में महान अज्ञात है। लगभग एक सदी के लिए, भौतिकविदों ने नियमों के दो अलग-अलग सेटों का उपयोग करके काम किया है: सामान्य सापेक्षता, जिसमें गुरुत्वाकर्षण जैसी बड़ी चीजें शामिल हैं, और क्वांटम यांत्रिकी, जो बहुत छोटी चीजों को कवर करती है। समस्या यह है कि, दो नियम पुस्तिकाएं सीधे एक दूसरे के विपरीत हैं। क्वांटम यांत्रिकी गुरुत्वाकर्षण की व्याख्या नहीं कर सकते हैं, और सापेक्षता क्वांटम व्यवहार की व्याख्या नहीं कर सकते हैं।
किसी दिन, भौतिकविदों ने दोनों को एक साथ एक एकीकृत सिद्धांत में जोड़ने की उम्मीद की, जिसमें कुछ प्रकार के क्वांटम गुरुत्वाकर्षण शामिल थे।
और आज घोषणा से पहले, अटकलें थीं कि इसमें विषय पर कुछ सफलता शामिल हो सकती है। (यदि सामान्य सापेक्षता की भविष्यवाणियां छवि में पैदा नहीं हुई हैं, तो इससे गेंद आगे बढ़ जाएगी।) नेशनल साइंस फाउंडेशन, कनाडा में वाटरलू विश्वविद्यालय में भौतिक विज्ञानी एवरी ब्रोडरिक और सहयोगी के रूप में एक समाचार ब्रीफिंग के दौरान। परियोजना पर, सुझाव दिया है कि उन प्रकार के उत्तर आ सकते हैं।
लेकिन बोनिंग को उस दावे पर संदेह था। बॉनिंग ने कहा कि यह छवि सामान्य सापेक्षता के दृष्टिकोण से पूरी तरह से अनिश्चित थी, इसलिए इसने कोई नई भौतिकी की पेशकश नहीं की जो दोनों क्षेत्रों के बीच अंतर को बंद कर सकती है।
फिर भी, यह पागल नहीं है कि लोग इस तरह के अवलोकन से जवाब की उम्मीद करते हैं, उसने कहा, क्योंकि ब्लैक होल की छाया के किनारे सापेक्षतावादी ताकतों को छोटे, क्वांटम-आकार के स्थानों में लाते हैं।
"हम क्वांटम गुरुत्वाकर्षण को देखने की उम्मीद करेंगे, घटना क्षितिज के बहुत करीब या बहुत, शुरुआती ब्रह्मांड में बहुत जल्दी," उसने कहा।
लेकिन इवेंट होराइजन्स टेलीस्कोप के स्टिल-ब्लरी रेजोल्यूशन में, उसने कहा, हम उन प्रकार के प्रभावों को खोजने की संभावना नहीं रखते हैं, यहां तक कि आने वाले अपग्रेड के साथ।
क्या स्टीफन हॉकिंग के सिद्धांत आइंस्टीन की तरह सही थे?
भौतिक विज्ञानी स्टीफन हॉकिंग का भौतिकी में सबसे बड़ा करियर योगदान "हॉकिंग रेडिएशन" का विचार था - कि ब्लैक होल वास्तव में काले नहीं होते हैं, लेकिन समय के साथ कम मात्रा में विकिरण का उत्सर्जन करते हैं। परिणाम बेहद महत्वपूर्ण था, क्योंकि इससे पता चला कि एक बार जब कोई ब्लैक होल बढ़ना बंद हो जाता है, तो यह ऊर्जा हानि से बहुत धीरे-धीरे हटना शुरू हो जाएगा।
लेकिन इवेंट होरीजन टेलिस्कोप ने इस सिद्धांत की पुष्टि या खंडन नहीं किया, बॉनिंग ने कहा, ऐसा नहीं है कि किसी को भी इसकी उम्मीद थी।
कन्या ए में एक की तरह विशालकाय ब्लैक होल, उन्होंने कहा, उनके समग्र आकार की तुलना में हॉकिंग विकिरण की केवल न्यूनतम मात्रा का उत्सर्जन करें। जबकि हमारे सबसे उन्नत उपकरण अब उनके घटना क्षितिज की उज्ज्वल रोशनी का पता लगा सकते हैं, वहाँ बहुत कम संभावना है कि वे कभी भी सुपरमैसिव ब्लैक होल की सतह की अल्ट्रा-मंद चमक को छेड़ देंगे।
उन्होंने कहा कि परिणाम, वह संभवतः सबसे छोटे ब्लैक होल से आएगी - सैद्धांतिक, अल्पकालिक वस्तुएं इतनी छोटी कि आप अपने पूरे घटना क्षितिज को अपने हाथ में ले सकते हैं। अपने संपूर्ण आकार की तुलना में उपलब्ध नज़दीकी टिप्पणियों, और बहुत अधिक विकिरण के अवसर के साथ, मानव अंततः यह पता लगा सकता है कि किसी एक को कैसे उत्पन्न किया जाए या उसका पता लगाया जाए और उसके विकिरण का पता लगाया जाए।
इसलिए हमने वास्तव में इस छवि से क्या सीखा?
सबसे पहले, भौतिकविदों को पता चला कि आइंस्टीन सही था, एक बार फिर। छाया के किनारे, जहां तक इवेंट होरिजन टेलिस्कोप देख सकते हैं, एक सही सर्कल है, जिस तरह 20 वीं शताब्दी में भौतिकविदों ने आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के समीकरणों के साथ काम किया था।
"मुझे नहीं लगता कि किसी को आश्चर्य होना चाहिए जब अभी तक सामान्य सापेक्षता का एक और परीक्षण गुजरता है," बोनिंग ने कहा। "अगर वे मंच पर चले गए थे और कहा था कि सामान्य सापेक्षता टूट गई है, तो मैं अपनी कुर्सी से गिर गया होगा।"
अधिक तात्कालिक, व्यावहारिक निहितार्थ के साथ परिणाम, उसने कहा कि छवि ने वैज्ञानिकों को इस सुपरमैसिव ब्लैक होल के द्रव्यमान को ठीक से मापने में सक्षम बनाया, जो कि कन्या ए आकाशगंगा के केंद्र में 55 मिलियन प्रकाश वर्ष दूर बैठता है। यह हमारे सूर्य से 6.5 अरब गुना अधिक विशाल है।
यह एक बड़ी बात है, बॉनिंग ने कहा, क्योंकि यह भौतिकविदों के दूसरे, अधिक दूर या छोटे आकाशगंगाओं के दिलों पर सुपरमैसिव ब्लैक होल का वजन बदल सकता है।
इस समय, भौतिकविदों के पास मिल्की वे के दिल में सुपरमैसिव ब्लैक होल के द्रव्यमान का एक सटीक सटीक माप है, बॉनिंग ने कहा, क्योंकि वे देख सकते हैं कि इसके गुरुत्वाकर्षण अपने पड़ोस में व्यक्तिगत सितारों को कैसे स्थानांतरित करता है।
लेकिन अन्य आकाशगंगाओं में, हमारी दूरबीनें अलग-अलग तारों की चाल को नहीं देख सकती हैं, उसने कहा। इसलिए भौतिक विज्ञानी मोटे माप से चिपके हुए हैं: ब्लैक होल का द्रव्यमान आकाशगंगा में तारों की विभिन्न परतों से आने वाली रोशनी को कैसे प्रभावित करता है, या इसका द्रव्यमान कैसे आकाशगंगा में मुक्त-तैरने वाली गैस की विभिन्न परतों से आने वाले प्रकाश को प्रभावित करता है।
लेकिन वे गणना अपूर्ण हैं, उसने कहा।
"आपको एक बहुत ही जटिल प्रणाली तैयार करनी होगी," उसने कहा।
और दो विधियाँ हर आकाशगंगा भौतिकविदों में कुछ अलग परिणाम उत्पन्न करती हैं। लेकिन कम से कम कन्या ए में ब्लैक होल के लिए, अब हम जानते हैं कि एक विधि सही है।
न्यूज ब्रीफिंग में एम्स्टर्डम विश्वविद्यालय के एक खगोलशास्त्री और प्रोजेक्ट के सहयोगी सेरा मार्कोफ ने कहा, "6.5 बिलियन सौर द्रव्यमान के हमारे निर्धारण से भारी जन संकेंद्रण के ठीक ऊपर लैंडिंग समाप्त हो जाती है।"
बोनिंग ने कहा कि इसका मतलब यह नहीं है कि भौतिक विज्ञानी थोक को ब्लैक होल के द्रव्यमान को मापने के लिए स्थानांतरित करेंगे। लेकिन यह भविष्य की गणना को परिष्कृत करने के लिए एक महत्वपूर्ण डेटा बिंदु प्रदान करता है।
