یہ زبان مشین کے ذریعے ترجمہ کی گئی ہے اور کسی انسان نے اس کا جائزہ نہیں لیا۔

NIVΞCTOR
خبریںتعاون

کاؤنٹر ابھی شروع نہیں ہوا

خلا · مضمون

کالے سوراخ کی وضاحت: یہ کیسے بنتے ہیں، کیسے کام کرتے ہیں، اور بالآخر ان کی تصویریں کیسے لی گئیں

اشاعت:

The Event Horizon Telescope (EHT) — a planet-scale array of eight ground-based radio telescopes forged through international collaboration — was designed to capture images of a black hole . In coordinated press conferences across the globe, EHT researchers revealed that they succ
تصویر: Event Horizon Telescope , uploader cropped and converted TIF to JPG · CC BY 4.0 · Wikimedia Commons

مختصراً

کالا سوراخ خلا کا ایک علاقہ ہے جہاں کشش ثقل اتنی مضبوط ہے کہ کوئی بھی چیز، یہاں تک کہ روشنی بھی، ایک بار جب وہ واقعہ کے افق نام کی حد سے تجاوز کر جائے تو نہیں نکل سکتی۔ زیادہ تر تقریباً 20 شمسی کمیوں سے زیادہ بڑے ستاروں کے ختم ہو جانے اور ان کے مرکز کے تہہ ہونے سے بنتے ہیں؛ انتہائی بڑے ورژن کہکشاؤں کے مراکز میں ہوتے ہیں، بشمول ہماری راہ شیری کے سیجیٹاریس A* میں۔ 2015 کے بعد سے، کشش ثقل کی لہروں کے سراغ لگانے والوں اور براہ راست تصویری کاری نے کالے سوراخوں کو نظریاتی پیش گوئیوں سے براہ راست مشاہدہ شدہ اشیاء میں بدل دیا ہے۔

یہ نسخہ اصل متن (English) کا مشینی ترجمہ ہے۔ اصل متن پڑھیں

NASA کالے سوراخ کو ایک فلکی مقصد کے طور پر متعارف کراتا ہے جس کی کشش ثقل اتنی مضبوط ہے کہ کوئی چیز، روشنی سمیت، نہیں نکل سکتی۔ کالے سوراخ کے ارد گرد واپسی کا کوئی نقطہ نہیں جسے واقعہ کے افق کہا جاتا ہے: اس حد کے اندر، فرار کے لیے درکار رفتار روشنی کی رفتار سے زیادہ ہے، اس لیے کوئی بھی چیز جو اس سے تجاوز کرے وہ باہر نہیں آ سکتی۔

کالا سوراخ کیسے بنتا ہے

سب سے بہتر طریقہ ستارے کا تہہ ہونا ہے۔ NASA کے مطابق، ایک ستارہ جو تقریباً 20 گنا سورج کی کمیت سے زیادہ ہے آخر کار اپنے مرکز میں ایٹمی ایندھن ختم کر دیتا ہے اور اپنی کشش ثقل کے تحت تہہ ہو جاتا ہے۔ یہ تہہ ہونا ایک سپرنووا دھماکا کا سبب بنتا ہے جو ستارے کی بیرونی تہیں اڑا دیتا ہے۔ اگر باقی رہ جانے والا سکیڑا ہوا مرکز ابھی بھی تقریباً تین شمسی کمیوں سے زیادہ ہے، NASA کہتا ہے کہ کوئی معروف قوت اس تہہ ہونے کو ایک کالے سوراخ میں بننے سے روک نہیں سکتی۔

ایک بار بننے کے بعد، کالا سوراخ اردگرد کی گیس کو اندر کھینچ کر، کسی ساتھی ستارے سے مواد چھیننے سے، یا کسی دوسرے کالے سوراخ سے ملل کر بڑھ سکتا ہے، NASA اپنے کالے سوراخ کے جائزے کے صفحے میں کہتا ہے۔

انتہائی بڑے کالے سوراخ، کہکشاؤں کے مراکز میں پائے جاتے ہیں اور NASA کے مطابق تقریباً 100,000 سے لیکھ شمسی کمیوں تک ہیں، کم سمجھے جاتے ہیں۔ NASA نوٹ کرتا ہے کہ ان کی اصل ابھی بھی ایک کھلا سوال ہے، کیونکہ وہ کہکشاں کی تشکیل کے سب سے ابتدائی مراحل سے موجود لگتے ہیں۔

واقعہ کا افق، بکثرت، اور کالے سوراخ کے حصے

NASA کالے سوراخ کی 'ساخت' کی تفصیل میں کئی الگ علاقے درج ہیں۔ مرکز میں بکثرت ہے، ایک نقطہ جہاں مواد کو NASA جو بیان کرتا ہے بے انتہا کثافت میں کچل دیا جاتا ہے؛ سائنس دان یقینی نہیں ہیں کہ یہ ایک جسمانی ڈھانچہ ہے یا مساوات کی ریاضیاتی نمائندگی ہے۔ اس کے گرد واقعہ کا افق ہے، فرار سے نہ سکنے والی حد۔ مزید دور، کالے سوراخ میں گرتے ہوئے مواد سے روشنی کالے سوراخ کے ارد گرد کئی بار چکر لگا سکتی ہے پھر نکل سکتی ہے، براہ راست تصویروں میں کالے سوراخ کے تاریک 'سائے' کے ارد گرد پتلی انگوٹھیاں بناتے ہوئے — ایک علاقہ جسے NASA روشنی کا دائرہ کہتا ہے۔

کالے سوراخ کی طرف گرتا ہوا مواد عام طور پر واقعہ کے افق سے تجاوز کرنے سے پہلے ایک گرم، چمکتی جمع ڈسک بناتا ہے۔ بہت سے نظاموں میں، اس مواد کا کچھ حصہ اس کی بجائے ذرات کی شعاعوں میں روشنی کی رفتار کے قریب تر رفتار سے حرکت کرتا ہے؛ انتہائی بڑے کالے سوراخ میں یہ شعاعیں سو ہزار روشنی سال تک پھیل سکتی ہیں، NASA کہتا ہے۔

کالے سوراخ کا وجود ثابت کرنا: پنروز، گنزل، اور غیز

دہائیوں تک کالے سوراخ آئن سٹائن کی عمومی نسبتیت کے نتیجہ میں ریاضیاتی تھے بجائے تصدیق شدہ جسمانی حقیقت کے۔ رائل سویڈش اکیڈمی آف سائنسز نے 2020 کے نوبیل انعام میں فزکس میں سے نصف آئن سٹائن کو دیا، جن کے 1965 کے ثبوت — جیسا کہ اکیڈمی کے اپنے اعلان میں بیان کیا گیا، ScienceDaily کی رپورٹنگ کے ذریعے — یہ ظاہر کیا کہ کالے سوراخ کی تشکیل عمومی نسبتیت کی مضبوط اور ناگزیر پیش گوئی ہے ایک بار جب کوئی بہت بھاری، کومپیکٹ جسم تہہ ہو جائے، اور یہ تہہ ہونا ضرور ایک بکثرت بناتا ہے۔

اس انعام کا دوسرا نصف مل کر رینہارڈ گنزل اور اندریہ غیز کو گیا، جنہوں نے الگ الگ ٹیمیں چلائیں جو راہ شیری کے مرکز میں ستاروں کی مدار کو دہائیوں تک دنیا کے سب سے بڑے دوربینوں کا استعمال کرتے ہوئے ٹریک کرتے رہے۔ ان کا کام، نوبیل اعلان میں ScienceDaily کے ذریعے بھی خلاصہ کیا گیا، ایک نہ دیکھا جانے والا چار ملین شمسی کمیت کا مقصد ڈھونڈا جو شمسی نظام سے بڑا ہے — سیجیٹاریس A* کے نام سے جانے جانے والے انتہائی بڑے کالے سوراخ کے لیے مضبوط شہادت۔

غیر قابل شناخت کو دریافت کرنا: کشش ثقل کی لہریں اور براہ راست تصویریں

14 ستمبر 2015 کو، دونوں Advanced LIGO سراغ کاروں نے ایک سگنل ریکارڈ کیا، جسے GW150914 کا نام دیا گیا، دو کالے سوراخوں کے ایک ساتھ حلقہ لگاتے اور ملتے ہوئے کی پیش گوئی کی جانے والی لہر کی شکل سے مماثل۔ LIGO سائنسی تعاون کے اپنے سائنس کے خلاصہ کے مطابق، دونوں کالے سوراخ کی کمیت تقریباً 36 اور 29 بار سورج کی تھی، ایک بھی کالے سوراخ میں ملل کر تقریباً 62 شمسی کمیتیں ایک ارب روشنی سال سے زیادہ دور؛ تقریباً تین شمسی کمیتیں کشش ثقل کی لہروں کی توانائی میں ایک سیکنڈ کے حصے میں تبدیل ہوئیں۔ دریافت میں 5 سگما سے زیادہ شماریاتی اہمیت تھی، مطلب ہے کہ اسی طرح کے ڈیٹا کے تقریباً 200,000 سالوں میں ایک بار ایسی غلطی سے توقع کی جائے گی، LIGO رپورٹ کرتا ہے۔

چار سال بعد، Event Horizon Telescope (EHT) تعاون نے کالے سوراخ کے سائے کی پہلی تصویر جاری کی، M87* لی، کہکشاں Messier 87 کے مرکز میں انتہائی بڑا کالا سوراخ۔ جیسا کہ NASA کے Jet Propulsion Laboratory نے وضاحت دی ہے، EHT بہت لمبی بنیادی تغییر سنج کا استعمال کرتے ہوئے دنیا بھر میں ریڈیو دوربینوں کو ایک وہمی آلہ میں جوڑتا ہے، Hubble خلائی دوربین سے تقریباً 4,000 گنا تیز تر وضاحت حاصل کرتے ہوئے۔ اپریل 2017 کی نگاہ رکھنے کی مہم جو تصویر کے پیچھے ہے، 2019 میں جاری کی گئی، M87* کو تقریباً 6.5 ارب شمسی کمیتوں پر ماپا، تقریباً 53 ملین روشنی سال دور واقع۔

12 مئی 2022 کو، EHT تعاون نے دوسری نشانی تصویر جاری کی: سیجیٹاریس A*، راہ شیری کا اپنا مرکزی کالا سوراخ۔ جیسا کہ AAS Nova نے بیان کیا، اصل ڈیٹا اپریل 2017 میں ریکارڈ کیے گئے، مطلب ہے نگاہ رکھنے اور تصویر کے جاری ہونے کے درمیان پانچ سال سے زیادہ گزر گیا۔ سیجیٹاریس A* تقریباً چار ملین شمسی کمیتیں ہے اور 27,000 روشنی سال دور ہے — مطلب یہ کہ یہ آسمان میں تقریباً ایک جیسا واضح سائز ظاہر کرتا ہے جیسا کہ بہت زیادہ بھاری اور دور M87*، کیونکہ M87* تقریباً 2,000 گنا دور ہے اور تقریباً 1,500 گنا زیادہ بھاری۔ دونوں کالے سوراخوں کے ناپے ہوئے انگوٹھی اور سائے کی اقدار عمومی نسبتیت کی پیش گوئیوں سے مماثل تھیں، AAS Nova کے مطابق، اندریاؤں کو بے انتہا مختلف کالے سوراخ کمیتوں میں آئن سٹائن کے نظریہ کی آزاد تصدیق دیتے ہوئے۔

تین نشانی کالے سوراخ کی نگاہ رکھیں
نگاہ رکھناتاریخاہم شخصیاتذریعہ
GW150914 (کشش ثقل کی لہریں)14 ستمبر 2015~ 36 اور ~ 29 شمسی کمیتوں کے کالے سوراخ ملتے ہوئے؛ حتمی کالا سوراخ ~ 62 شمسی کمیتیں؛ > 1 ارب روشنی سال دورLIGO سائنسی تعاون
M87* تصویراپریل 2017 سے ڈیٹا؛ 2019 میں جاری~ 6.5 ارب شمسی کمیتیں؛ ~ 53 ملین روشنی سال دورNASA/JPL؛ EHT تعاون
سیجیٹاریس A* تصویراپریل 2017 سے ڈیٹا؛ 12 مئی 2022 میں جاری~ 4 ملین شمسی کمیتیں؛ ~ 27,000 روشنی سال دورAAS Nova؛ EHT تعاون

یہ فزکس کے لیے کیوں اہم ہے

ان میں سے ہر ایک نتیجہ عمومی نسبتیت کی ایک حکمت عملی میں جانچتا ہے آئن سٹائن براہ راست نہیں دیکھ سکے: مواد اور خلا کا وقت انتہائی کشش ثقل کے تحت۔ GW150914 سے کشش ثقل کی لہر کا سگنل عمومی نسبتیت کے ذریعہ داخل، ملنے اور بعد میں 'انگولی پھیری' کے لیے پیش گوئی کی جانے والی لہر کی شکل سے مماثل تھا، LIGO کی تجزیہ کے مطابق۔ EHT کے ماپے ہوئے انگوٹھی قطر M87* اور سیجیٹاریس A* دونوں کے لیے عمومی نسبتیت کی پیش گوئیوں سے مماثل تھے، AAS Nova کے مطابق، سائنس دانوں کو دو آزاد تصدیق کے طریقے دیتے ہوئے — کشش ثقل کی لہریں اور براہ راست تصویری کاری — جو ایک جیسے نظریاتی نقطہ نظر پر متفق ہیں۔

یہ قابلِ ذکر دریافت فلکیات کے ایک سے زیادہ اور دلچسپ دور کے آغاز کو ظاہر کرتا ہے کیونکہ ہم مکمل طور پر نیا، کشش ثقل کی لہریں، کھڑکی کائنات پر کھول رہے ہیں۔

— LIGO سائنسی تعاون، GW150914 سائنس کا خلاصہ

سوالات

بالکل کالا سوراخ کیا ہے؟
NASA اسے خلا کے ایک علاقے کے طور پر متعارف کراتا ہے جس میں کشش ثقل اتنی مضبوط ہے کہ کوئی چیز نہیں، یہاں تک کہ روشنی بھی، واقعہ کے افق سے تجاوز کرتے ہی نہیں نکل سکتی، جو واپسی کا نقطہ ہے۔
کالا سوراخ کیسے بنتا ہے؟
زیادہ تر معروف کالے سوراخ تب بنتے ہیں جب 20 شمسی کمیتوں سے زیادہ بڑا ستارہ ایندھن ختم کرتا ہے، تہہ ہوتا ہے، اور سپرنووا کے طور پر دھماکہ کرتا ہے؛ اگر باقی مرکز تقریباً تین شمسی کمیتوں سے زیادہ ہے، تو یہ NASA کے مطابق کالے سوراخ میں تہہ ہونا جاری رکھتا ہے۔ کہکشاں کے مراکز میں انتہائی بڑے کالے سوراخ ایک ایسے طریقے سے بنتے ہیں جو سائنس دان کہتے ہیں ابھی مکمل طور پر سمجھے نہیں جاتے۔
کیا کالے سوراخ کو کبھی واقعی تصویر لی گئی ہے؟
جی۔ Event Horizon Telescope نے کالے سوراخ کے سائے کی پہلی تصویر، M87*، 2019 میں جاری کی، اور راہ شیری کے اپنے کالے سوراخ، سیجیٹاریس A*، کی دوسری تصویر 2022 میں جاری کی، دونوں اپریل 2017 میں ریکارڈ شدہ ڈیٹا پر مبنی۔
2020 کے نوبیل انعام میں فزکس کالے سوراخوں سے کیا تعلق تھا؟
راجر پنروز نے انعام کا نصف جیتا کیونکہ 1965 میں ریاضیاتی طور پر ثابت کیا کہ کالے سوراخ کی تشکیل عمومی نسبتیت کے ایک ناگزیر نتیجہ میں ہے؛ رینہارڈ گنزل اور اندریہ غیز نے دوسرا نصف شیئر کیا کیونکہ دہائیوں کی ستارے کی مدار کی نگاہ رکھنے سے، راہ شیری کے مرکز میں چار ملین شمسی کمیت کی شے دریافت کی۔
کشش ثقل کی لہریں کیا ہیں اور یہ کالے سوراخوں سے کیسے منسلک ہیں؟
کشش ثقل کی لہریں خلا کے وقت میں لہریں ہیں؛ پہلی کبھی دریافت شدہ، GW150914 ستمبر 2015 میں، دو کالے سوراخوں سے تقریباً 36 اور 29 شمسی کمیتوں کے لیے تقریباً 62 شمسی کمیتوں کے ایک میں ملتے ہوئے، LIGO سراغ کاروں کے ذریعہ ریکارڈ شدہ۔

ذرائع

  1. NASA — What Are Black Holes?
  2. NASA Science — Black Hole Anatomy
  3. NASA/JPL — How Scientists Captured the First Image of a Black Hole
  4. LIGO Scientific Collaboration — Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger (GW150914)
  5. AAS Nova — First Image of the Milky Way's Supermassive Black Hole
  6. ScienceDaily — Nobel Prize in Physics 2020: Discoveries About Black Holes

یہ تحریر مصنوعی ذہانت سے تیار کی گئی اور اشاعت سے پہلے ذرائع کی خودکار جانچ سے گزری۔ اگر آپ کو کوئی غلطی نظر آئے تو تصحیح کی درخواست کریں۔ تصحیح یا جواب کی درخواست · ہم کیسے کام کرتے ہیں

متعلقہ تحریریں