🔘 هر فریم از فیلم یک سیاهچاله، یک ماشین زمان است – و فیزیکدانان فکر میکنند ما داریم موضوع را بیش ا…
انتشار: 2026/07/15 04:21 UTC
🔘 هر فریم از فیلم یک سیاهچاله، یک ماشین زمان است – و فیزیکدانان فکر میکنند ما داریم موضوع را بیش از حد ساده میبینیم🌌 (ناسا / مرکز پروازهای فضایی گودارد / جرمی اشنایتمن)✨ ما معمولاً یک عکس را به عنوان سند و ثبتی از یک «لحظه واحد در زمان» در نظر میگیریم.¹★ چه یک عکس فوری (اسنپشات) معمولی باشد که شادترین خاطرات شما را حفظ میکند و چه عکسی با نوردهی طولانی که حرکت آهسته ستارگان را در آسمان شب به تصویر میکشد، یک عکس به طور طبیعی رابطهای ساده و مستقیم با زمان دارد.✨ با این حال، در اطراف سیاهچالهها، این رابطه به کلی از هم میپاشد.²★ در آنجا به دلیل انحنای شدید فضازمان، یک تصویر واحد ممکن است ترکیبی از نورهایی باشد که در لحظات کاملاً متفاوتی از منبع خود خارج شدهاند و در نهایت به چشم ناظر رسیدهاند؛ پیچیدگی خاصی که فیزیکدانان معمولاً آن را با استفاده از مدلهای نور «سریع» (fast light) و نور «کند» (slow light) توصیف میکنند.³★ اکنون دانیل روخاس-پاترنینا از دانشگاه ملی کلمبیا و آلخاندرو کاردناس-آوندانیو از دانشگاه ویک فارست در مقالهای که قرار است به زودی در نشریه معتبر Physical Review D منتشر شود، نشان دادهاند که این تفاوتهای پنهان در مدتزمان سفر نور، دقیقاً در چه زمانهایی اهمیت حیاتی پیدا میکنند و چه زمانی میتوان بدون مشکل از آنها چشمپوشی کرد.⁴★ کاردناس-آوندانیو در گفتگو با وبسایت ساینسآلرت میگوید: «یک نقطه شروع مناسب برای درک این موضوع، یک عکس معمولی است.»⁵★ «دوربین، فوتونهایی را ثبت میکند که در طول یک نوردهی کوتاه به حسگر میرسند. همه این فوتونها دقیقاً در یک ثانیه و لحظه واحد از جسم خارج نشدهاند... اما چون سرعت نور بسیار زیاد است، ما معمولاً کل عکس را به عنوان ثبتکنندهی یک لحظه آنیِ همزمان در نظر میگیریم.»⁶★ تا به امروز، دانشمندان موفق به ثبت تصویر از دو سیاهچاله کلانجرم شدهاند: سیاهچاله *M87 در یک کهکشان دوردست و سیاهچاله *Sgr A (کمان ای) در قلب کهکشان راه شیری ما. اما البته، این تصاویر خودِ سیاهچالهها را نشان نمیدهند.⁷★ این تصاویر یک سایه تاریک مرکزی را نشان میدهند که توسط یک هاله نارنجیرنگِ درخشان احاطه شده است. این هاله درخشان در واقع ناشی از گرداب شدیدی از گازهای فوقداغ است که در یک «قرص برافزایشی» به دور سیاهچاله میچرخند و آنقدر پرنور میدرخشند که میتوان از فاصله دهها میلیون سال نوری هم از آنها عکسبرداری کرد.⁸★ دانشمندان با ترکیب این مشاهدات با شبیهسازیهای کامپیوتری پیچیده، میتوانند مدلهایی بسازند که نشان میدهد این مواد چگونه در طول زمان تغییر میکنند. این کار به آنها اجازه میدهد تا مشاهدات واقعی را با نظریهها مقایسه کنند و حتی فیلمهای شبیهسازیشدهای از جریان ماده و نور در اطراف سیاهچاله بسازند.⁹★ سرعت نور در خلاء یکی از ثابتهای بنیادی جهان است و این مقاله جدید هم تغییری در آن ایجاد نکرده است. در واقع، نامگذاریهای نور «سریع» و «کند» برای مدلسازی چگونگی سفر و حرکت نور در اطراف میدان گرانشی شدید سیاهچاله استفاده میشوند.¹⁰★ کاردناس-آوندانیو میگوید: «گرانش سیاهچاله میتواند نور را به شدت خم کند.»¹¹★ «برخی از فوتونها ممکن است مسیرهای تقریباً مستقیم و کوتاهی را به سمت ما طی کنند، در حالی که برخی دیگر ممکن است پیش از فرار و رسیدن به حسگر تلسکوپ، چندین بار دور سیاهچاله بچرخند. این یعنی فوتونهایی که در یک فریمِ تصویریِ واحد ثبت میشوند، ممکن است در زمانهای کاملاً متفاوتی از گازهای درخشانِ اطراف سیاهچاله ساطع شده باشند.»🌌 تصویر مستقیم از کمان ای (*Sagittarius A)، سیاهچاله مرکز کهکشان راه شیری. (همکاری تلسکوپ افق رویداد)¹²★ مدل نورِ «سریع» با تصاویر سیاهچاله دقیقاً مانند عکسی که از سگ خانگی خود میگیرید رفتار میکند و تفاوتهای زمانیِ بسیار کوچک آغاز سفر فوتونها را نادیده میگیرد. ممکن است نوری که از نوک بینی سگ بازتاب شده کمی دیرتر از نورِ ساطعشده از دم او راه افتاده باشد، اما شما کل عکس را به عنوان یک لحظه همزمان قبول میکنید.✨ در مقابل، مدل نورِ «کند» این تأخیرهای زمانی را کاملاً حفظ کرده و در محاسباتش لحاظ میکند.¹³★ اما حفظ اطلاعات مربوط به تأخیرهای زمانی در مدل نور کند هزینهبر است. این مدل از نظر پردازش کامپیوتری بسیار سنگین و پیچیده است، به همین دلیل فیزیکدانان گاهی اوقات برای سادگی و سرعت کار، مدل نور سریع را انتخاب میکنند.¹⁴★ کاردناس-آوندانیو توضیح میدهد: «در مدل نور سریع، شما یک عکس فوری از جریان برافزایشی میگیرید و تصویر آن را میسازید. سپس به سراغ عکس فوری بعدی میروید و همین کار را تکرار میکنید.»


