کریس آندرسن: شفرد، خیلی متشکریم که پیش ما آمدی.
فکرکنم پروازت دقیقاً دو ساعت پیش در ونکوور فرود آمد.
افتخار بزرگیه که تو را اینجا داریم.
خب، در مورد استنتاج به سیاهچاله از معادله اینشتین به ما بگو.
شِفرد دولِمان: بیش از یک قرن پیش بود
که اینشتین به نظریهای هندسی برای گرانش(نسبیت عام) رسید
که فضا-زمان را خم میکرد.
یعنی ماده ساختار فضا-زمان را انحنا میدهد
و صفحه فضا-زمان به نوبه خود، مواد را به چرخیدن دورش دیکته میکند.
و اگر به اندازه کافی ماده در فضای کوچکِ معینی فشرده کنید
ساختار فضا-زمان را سوراخ میکند،
بطوریکه حتی نور توانایی گریز از آن را ندارد،
یعنی نیروی گرانشی حتی نور را درونش نگه میدارد.
کریس: قبل از رسیدن به آن قسمت، دلیل اصلی چرخش زمین بهدور خورشید
نیرو وارد کردن خورشید به زمین آنطوری نیست که قبلاً تصورمیشد،
بلکه تغییرشکل فضا است
که به بیانی باعث سقوط ما در اطراف خورشید میشود.
شفرد: دقیقاً، هندسه فضا-زمان،
چگونگی گردش زمین به دور خورشید را تعیین میکند.
شما الان چگونگی سوراخ شدن فضا-زمان توسط سیاهچاله را میبینید،
و وقتی بسیار عمیق شود
به جایی میرسد که نور به دورسیاهچاله میچرخد.
کریس: پس فکر کنم این چیزی است که اتفاق میافتد:
این یک عکس نیست،
بلکه شبیهسازی کامپیوتری از چیزیست که
همیشه در مورد افق رویداد اطراف سیاهچاله فکرش را میکردیم.
شفرد: تا هفته پیش هیچ ایدهای در مورد شکل یک سیاهچاله نداشتیم.
نهایت تلاشمان معطوف به شبیهسازیهایی اینچنین در ابررایانهها میشد،
اما حتی اینجا هم شما میتوانید حلقه نور را ببینید
که مدار فوتون ها است.
یعنی محلی است که فوتونها به دور سیاهچاله درحرکت هستند
و در اطراف آن گازهای داغی است که به درون سیاهچاله کشیده میشوند
و داغی آنها بخاطر اصطکاکشان است.
همه این گازها در حال فشرده شدن هستند پس گرم میشوند.
کریس: پس چند سال قبل، به این ماموریت ملحق شدی
تا تلاش کنی یکی از اینها را به تصویر بکشی.
و حدس میزنم تو --
روی این کهکشان که آنجاست تمرکز کردید.
در مورد این کهکشان برایمان بگو.
شفرد: این کهکشان --
ما در حال نزدیک شدن به کهکشان M87 هستیم که ۵۵ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد.
کریس: ۵۵ میلیون سال نوری!
شفرد: که راه خیلی دوری است.
و در قلب آن
سیاهچالهای ۶.۵ میلیارد برابر جرم خورشید وجود دارد.
برای ما درکش مشکل است، درسته؟
۶.۵ میلیارد خورشید درون نقطهای فشرده شده است.
و بر روی انرژیهای قسمتی از مرکز این کهکشان حکمرانی میکند.
کریس: با اینکه بسیار بزرگ است اما بدلیل دوری بسیار زیادش
عملاً رویای گرفتن عکسی از آن هم
بسیار مشکل است.
[برای اینکار تلسکوپ] بسیار تفکیک پذیری لازم است.
شفرد: سیاهچالهها کوچکترین اشیا در فضای شناخته شده هستند.
اما تاثیر بسیار عظیمی روی کل کهکشان ها دارند.
اما برای رصد یکیشان،
به تلسکوپی به بزرگی زمین احتیاج دارید
چون سیاهچالهای که به آن نگاه میکنیم
کپیهای زیادی از امواج رادیویی به ما میدهد.
همیشه در حال تابش است.
کریس: و این دقیقاً کاریست که شما انجام دادید.
شفرد: چیزی که اینجا میبینید حاصل
تلسکوپهایی است که درسراسرزمین استفاده کردیم
و آنها را با ساعتهای اتمی کاملاً همگام کردیم
آنها امواجی از این سیاهچاله را دریافت کردند
و بعد ما همه دادهها را پردازش کردیم تا به شکل عکس درآیند.
کریس: برای انجام آن
آبوهوا باید در تمامی مکانها
بطور همزمان صاف میبود
تا بتوانید دید واضح و شفافی داشته باشید.
شفرد: از جهات زیادی هم باید خوش شانس میبودیم.
بعضی وقتها شانس بهتر از بیعیب بودن است.
در این مورد برای ما هر دوش بود. دوست دارم اینطوری فکر کنم.
اول نور باید از سیاهچاله بتابد.
سپس باید از فضای بین کهکشانی
و جو زمینی رد شود که بخار آب میتواند جذبش کند،
و در صورتی که همه چیز بی نقص بود:
اندازه زمین در آن طول موج نور،
طول موج یک میلیمتر،
دقیقاً قدری بود که میتوانست سیاهچاله را در ۵۵ میلیون سال نوری به تصویر آورد.
جهان به ما داشت میگفت که چه بکنیم.
کریس: پس شما شروع به رصد حجم عظیمی از دادهها کردید.
و در تصویر فقط نصف دادههای یک تلسکوپ هست.
شفرد: بله، این یکی از اعضای تیم ما، لیندی بلک برن، هست
و با نصف دادههای حاصل از
"تلسکوپ بزرگ میلیمتری، LMT" که بر روی کوهی
در ارتفاع ۴,۶۰۰ متری در مکزیک قرار دارد، ایستاده است.
دادههایی که در دست دارد حدود نصف پتا بایت است.
که به زبان ساده
حدوداً حجمی برابر با سلفیهای کل زندگی ۵,۰۰۰ نفر است.
(خنده)
کریس: حجم عظیمی از دادههاست.
و باید حمل میشد چراکه ارسال از طریق اینترنت امکانپذیر نبود.
همه آنها به یک مکان فرستاده شد
و کامپیوترهای عظیمی شروع به تلاش و تجزیه تحلیل آنها کردند.
و شما واقعاً نمیدانستید
که چه چیزی را از این دادهها بدست میآورید.
شفرد: روشی که استفاده کردیم به این شکل است --
فرض کنید آینهای را به قطعاتی خرد میکنید
و تمامی خرده ریزها را در مکانهای مختلف [کرهزمین] قرار میدهید.
مثل آینهای معمولی
که نور از سطح ایدهآل آن بازتاب شده
و در همین زمان در تقطهای معین متمرکز میگردد.
ما تمامی دادههایمان را با
دقت ساعت اتمی همزمان
ثبت کردیم و بعداً در یک ابر رایانه همگامشان میکنیم.
و یک لنز [مجازی] به اندازه زمین میسازیم.
و تنها راهی که میشد انجامش داد استفاده از هواپیما برای حمل دادهها بود.
هیچ پهنایباندی توانایی رقابت با بوئینگ ۷۴۷ پراز هارد دیسک را ندارد.
(خنده)
کریس: خب، حدس میزنم چند هفته یا ماه پیش،
صفحه کامپیوتری در جایی
شروع به نشان دادن این عکس کرد.
این لحظه.
شفرد: خب، زمان زیادی برد.
کریس: منظورم این هست نگاه کن به این.
این بود.
این اولین عکس بود.
(تشویق حضار)
خب به ما بگو دقیقاً به چه چیزی نگاه میکنیم.
کریس: هنوزم دوستش دارم.
(خنده حضار)
ما در اینجا آخرین مدار از فوتونها را میبینیم.
شما در حال نظاره به محصول نسبیت عام اینشتین هستید.
سوراخ درون فضا-زمان به قدری عمیق هست
که نور به شکل مداری در حال چرخش است
و نوری که پشت سیاهچاله، که معتقدم بزودی آن را خواهیم دید،
خمی بهدور سیاهچاله برداشته و بصورت موازی باهم به سمت ما
بهموازات دقیقاً همان مدار میآید.
محاسبه شده که آن اندازه مدار جذر دوم ۲۷
ضربدرچند ثابت بنیادی دیگر است.
شگفت انگیزه وقتی بهش فکر میکنید.
کریس: کی ...
در ذهنم وقتی به سیاهچاله میاندیشیدم
فکر میکردم آن حلقه افق رویداد است
که مقدار زیادی از نور و ماده در حال چرخش به آن شکل هستند.
اما در واقع پیچیدهتر از آن است.
در مورد این انیمیشن بگو چون بنظر میآید همچون لنز، نور از کنار آن خم میشود.
شفرد: میبینید که بعضی از نورهای پشت آن مثل لنز خم میشوند
و بعضی از نورها حلقهای بدور مدار سیاهچاله میزنند.
اما وقتی به اندازه کافی نور
از گازهای گرم در حال چرخش اطراف سیاهچاله باشد
شما به تصویری از نورهای موازی
که باهم به صفحه میخورند
که در واقع درهمان مکانی است که ما هستیم.
و شما اینجا میتوانید منشاء و شکلگیری این حلقه را ببینید.
و این چیزیست که اینشتین صد سال قبل پیشبینی کرده بود.
کریس: شگفت انگیزه.
خب، برای ما بیشتر در مورد چیزیکه اینجا میبینیم بگو.
اول از همه چرا قسمتی از آن روشنتر از بقیه است؟
شفرد: آنچه اتفاق میافتد این است که سیاهچاله در حال چرخش است.
شما با گازهایی در زیر که به سمت ما میآیند
و گازهای بالایی که از ما دور میشوند روبرو هستید.
درست مثل صدای قطار که فرکانسی بالا
در زمان نزدیک شدن به شما دارد،
گازهایی که به سمت ما میآیند انرژی بیشتری نسبت به آنهایی که دور میشوند دارند.
پس شما قسمت پائینی را روشنتر میبینید
چون آنها در جهت ما تقویت میشوند.
کریس: اندازه آن چقدر بزرگ است؟
شفرد: کل منظومه شمسی ما به خوبی درون آن منطقه تاریک جا میشود.
اگر منظورم از قسمت تاریک
نشانی از افق رویداد باشه.
دلیلی دارد برای اینکه نوری از آنجا نمیبینیم،
چون نوری که از آنجا به سمت ما میآید
توسط افق رویداد بلعیده میشود.
پس آن -- همین است.
کریس: پس وقتی در مورد سیاهچاله میاندیشیم
به پرتوهایی حجیمی که از آن به بیرون فواره میشوند فکر میکنی
که به سمت ما نشانه گرفته شدند.
ما چرا آنها را نمیبینیم؟
شفرد: این سیاهچاله بسیار قوی است.
نه تنها با استاندارد جهانی که هنوز قدرتمند است،
همینطور از قطبهای شمال و جنوب این سیاهچاله
معتقدیم فوارههایی در حال آمدند.
خب، ما خیلی نزدیک هستیم تا ساختار این فوارهها را هم ببینیم،
این از بنیان آن فوارههاست که فضا-زمان را درخشان میکنند.
و چیزی است که اطراف سیاهچاله خم میشود.
کریس: خب اگر تو در سفینهای فضایی به طریقی در اطراف آن در حرکت بودی
چقدر طول میکشید تا دورش بزنی؟
شفرد: اول از همه اینکه من حاضرم همه چیز بدهم تا در آن سفینه باشم.
(خنده)
خلاصه من را داوطلبش بنویسید.
اصطلاحی است به اسم -- اگر ذهنم یاری بده --
درونیترین و پایدارترین مدار دایرهای،
که درونیترین مداری است که ماده میتواند دور سیاهچاله قبل از اینکه
به داخل آن مارپیچ شود، بچرخد.
و در این سیاهچاله این زمان دور زدن بین سه روز تا حدوداً یک ماه است.
کریس: بسیار قدرتمند است، در مرحلهای بهطرزِ عجیبی آهسته است.
منظورم این است شما حتی متوجه
کشیده شدن به داخل افق رویداد هم نمیشوید اگر آنجا باشید.
کریس: شما شاید اصطلاح "اسپاگتیشدن" را شنیده باشید.
وقتی به درون سیاهچاله کشیده میشوید
اثر گرانش روی پاهای شما بسیار قویتر از سر شماست
بطوریکه شما از هم جدا میشوید.
این سیاهچاله آنقدر بزرگ است
که شما حتی به رشته اسپاگتی هم تبدیل نمیشوید
بلکه مستقیماً به درون افق رویداد پودر میشوید.
کریس: مثل گردبادی عظیم.
مثل فیلم دوروتی که به گردباد برخورد کرد و خودش را در سرزمین عجایب اُز پیدا کرد.
تو وقتی به سیاهچاله سقوط کنی از کجا سر در میاری؟
(خنده حضار)
شفرد: ونکوور (اینجا)
(خنده)
کریس: وای خدای من.
(تشویق)
این دایره قرمز رنگ، ترسناکه.
نه، واقعاً.
شفرد: سیاهچالهها راز اصلی عصر ما هستند
چون جایی هستند که دنیای کوانتوم و گرانش باهم ترکیب میشوند.
درون آن چیست، تکینگی است.
و آنجاست که تمامی نیروها یکی میشوند
چراکه گرانش در انتها آنقدر قوی است که با بقیه نیروها رقابت کند.
اما از ما پنهان است،
جهان آن را درون مرواریدی کلاً نامرئی پنهان نموده است.
ما نمیدانیم درون آن چه روی میدهد.
کریس: خب یکی از نمونههای کوچک این سیاهچالهها در کهکشان ماست.
میتوانیم به کهکشان زیبای خود برگردیم؟
اینجا راهشیری است، خانه ما.
و جایی در مرکز آن یکی دیگر وجود دارد
که شما بهدنبال آن هم هستید.
شفرد: ما هماکنون میدانیم آنجاست و از آن دادههایی گرفتهایم.
و الان روی آن دادهها در حال کار هستیم.
امیدواریم در آیندهای نزدیک چیزی از آن داشته باشیم، اما نمیتوان زمانش رو گفت.
کریس: به ما خیلی نزدیکتر است اما بسیار کوچکتر هم است.
شاید بنظر ما در اندازه یکسان بیاد؟
شفرد: درسته، معلوم شد سیاهچاله M87
که قبلاً دیدیم،
۶.۵ میلیارد برابر خورشید جرم دارد.
اما چون خیلی دور است هم اندازه بهنظر میآید.
سیاهچاله مرکز کهکشان ما هزار برابر جرم کمتری را دارد
اما هزار برابر هم نزدیکتر است.
پس به یک قطر زاویهای در آسمان دیده میشوند.
کریس: در پایان، بنظرم وقت قدردانی ازاین گروه درخشان است.
این افراد کیستند؟
شفرد: اینها فقط بخشی از تیم هستند.
ما درهنگام ظهور این تصویر شگفت زده شدیم.
اگر به من میگفتی که این عکس بر روی تمامی این روزنامهها چاپ خواهد شد
مطمئنم باورت نمیکردم، اما شد.
چون رمز و راز بزرگی بود،
و برای ما الهامبخش است، امیدوارم برای بقیه هم باشد.
اما نکته مهمتر این است که این فقط بخش کوچکی از تیم ما هست.
ما ۲۰۰ نفریم از۶۰ موسسه
در ۲۰ کشور و منطقه.
اگر میخواهی تلسکوپی جهانی بسازی به تیمی جهانی هم نیازمندی.
و این تکنیکی که ما در اتصال تلسکوپهای سراسر جهان به همدیگر استفاده کردیم
تقریبا بدون هیچ زحمتی تمامی چیزهایی که ما را جدا کرده بود کنار گذاشت.
به عنوان محققین، ما بطور طبیعی دور هم جمع میشویم تا همچین کارهایی بکنیم.
کریس: او، پسر، این الهامبخش کل تیم ما در این هفته خواهد بود.
شفرد، بسیار ممنونیم برای آنچه که انجام دادید و برای آمدنت به اینجا.
شفرد: متشکرم.
(تشویق)