เรากำลังจะได้เห็นรูปแรกของหลุมดำเร็ว ๆ นี้ จากกล้องโทรทรรศน์ขนาดเท่าโลก

เรากำลังจะได้เห็นรูปแรกของหลุมดำเร็ว ๆ นี้ จากกล้องโทรทรรศน์ขนาดเท่าโลก
oolsomh1dSIawBZ6dee-o
นักดาราศาสตร์ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดเท่าโลก จับภาพหลุมดำใจกลางกาแล็กซีของเราชัดจนถึงขอบฟ้าเหตุการณ์

เราได้ยินเรื่องหลุมดำมาเกือบร้อยปีแล้ว นับตั้งแต่ Albert Enstien เผยแพร่ทฤษฎีสัมพันธภาพของเขา
ซึ่งใช้ทำนายการมีอยู่ของหลุมดำ หนึ่งในวัตถุลึกลับปริศนาเกินสามัญสำนึกของเรา
และในปีนี้เราจะได้เห็นรูปแรกของมันกันแล้ว
หนึ่งในเรื่องน่าตื่นเต้นที่ผมแชร์ในเพจ ยังไม่เห็นคนลงในนี้เลยเอามาให้อ่านกันทั่ว ๆ ครับ

หนึ่งในเป้าหมายคือ ซาจิเทอเรียส เอ (Sgr A*) หลุมดำยักษ์ใจกลางทางช้างเผือกของเราเองซึ่งมีมวลประมาณ 4 ล้านเท่าของดวงอาทิตย์ ถือเป็นหลุมดำยักษ์ที่ใหญ่ที่สุดบนท้องฟ้าที่เราสังเกตได้ประมาณกันว่าขนาดของฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำน่าจะขนาดเท่ากับระหว่างดาวพุธกับดวงอาทิตย์หรือ 46 ล้านกิโลเมตร

แต่ไม่ว่าจะใหญ่ขนาดไหนระยะทางที่ไกลทำให้การถ่ายภาพหลุมดำ ซาจิเทอเรียส เอ ให้ชัด เหมือนการพยายามถ่าย ส้ม 1 ลุกที่วางอยู่บนดวงจันทร์ เท่านั้น ในวงการกล้องโทรทัศน์ยิ่งอยากถ่ายภาพให้ไกลชัดเท่าไหร่ ยิ่งต้องมีกล้องใหญ่เท่านั้น และการจับภาพขนาดส้มที่วางบนดวงจันทร์ต้องใช้กล้องรับสัญญาณขนาดเท่ากับโลก!!! โครงการนี้จึงถือกำเนิดขึ้นมา

กล้องขนาดเท่าโลกที่ว่าเป็นกล้องโทรทรรศน์เสมือนมีชื่อเรียกว่า The Event Horizon Telescope ซึ่งใช้เทคนิคพิเศษ (ชื่อ Very Long Baseline Interferometry เผื่อใครอยากไปค้นต่อ) โดยใช้กล้องโทรทรรศน์บนโลกหลายตัวส่องไปยังจุดเล็ก ๆ จุดเดียวกันบนท้องฟ้า เพื่อเก็บภาพที่ละเอียดที่สุด โครงการนี้ได้ใช้กล้องถึงแปดตัวตั้งแต่ชิลี ฮาวาย แม็กซิโก ยุโรป ไปจนถึงขั้วโลกใต้ เพื่อสร้างกล้องเสมือนขนาดเท่าโลก สามารถจับภาพอวกาศรอบ ๆ หลุมดำได้ชัดเจนอย่างที่ไม่เคยทำกันมาก่อน

โครงการ The Event Horizon Telescope ที่ใช้กล้องทั่วโลก + โปรแกรมพิเศษจำลองเสมือนว่าเป็นกล้องเดียวกัน

หากทั้งโลกเป็นเหมือน Disco ball ที่มีเซ็นเซอร์รับแสงอยู่ทั่ว เราคงถ่ายภาพได้อย่างชัดเจน

แต่โลกไม่ใช่ Disco ball กล้องทั่วโลกที่จับภาพจึงเหมือนเป็น pixel เล็ก ๆ ของภาพใหญ่

และเนื่องจากโลกเราหมุนด้วย การเก็บข้อมูลอย่างต่อเนื่องเหมือนการเปิดหน้ากล้องนาน ๆ
ฉะนั้นข้อมูลของภาพทั้งหมดได้จึงได้ประมาณนี้

ขั้นตอนต่อมาต้องสร้างภาพที่เหลือเหมือนต่อจิ๊กซอ
โดยใช้ซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ประมวลผลจากข้อมูลมหาศาล

สุดท้ายด้วยอัลกอริทึมพิเศษ เราจะได้ภาพหลุมดำที่มีความเป็นไปได้ที่สุดออกมา

สิ่งที่กล้องพยายามจับคือแสงจากจานรอบ ๆ หลุมดำหรือ accretion disk ซึ่งอยู่รอบขอบฟ้าเหตุการณ์ เนื่องจากสิ่งที่อยู่เลยขอบฟ้าเหตุการณ์ไปนั้นไม่สามารถเห็นได้แล้ว เป็นบริเวณที่แม้แต่แสงก็ไม่สามารถหนีหลุดพ้นได้ ส่วนบริเวณจานรอบหลุมดำ คือโครงสร้างของวัตถุที่กำลังตกลงไปในหลุมดำ อาทิ ซากของเป็นดาวที่ถูกหลุมดำฉีกเมื่อมันเข้าใกล้ ฝุ่นก๊าซในนั้นบีบอัดชนกันปล่อยรังสีออกมาให้เราสามารถสังเกตการณ์ได้ เราจะได้เห็นแสงเรือง ๆ ของ accretion disk โดยมีหลุมดำมืดเป็นฉากหลัง

ภาพจำลองหนึ่งในผลที่เป็นไปได้จาก The Event Horizon Telescope

แล้วอีกนานเท่าไหร่หรอกว่าจะได้เห็น?

โครงการนี้ได้ดำเนินไปแล้วครับ ตั้งแต่วันที่ 5 เมษา และเก็บข้อมูลถึง 14 เมษาที่ผ่านมา ข้อมูลมหาศาลที่ได้ ถูกส่งไปประมวลผลด้วยซุปเปอร์คอมพิวเตอร์ในสหรัฐและเยอรมัน คาดว่าน่าจะใช้เวลาซัก 2-3 เดือนในการประมวลผล

เป็นอีกเรื่องที่ติดตามไว้ได้เลยครับ ต่อไปหนังสือต่าง ๆ จะมีภาพหลุมดำของจริงให้ได้ศึกษากันแล้ว

———————
อยากอ่านเรื่องเกี่ยวกับอวกาศที่น่าสนใจอื่น ๆ ผมลงประจำสั้น ๆ ในเพจ
https://www.facebook.com/GalaxyExpressNews/

Image Credit: StellarisGame & Katie Bouman
สนใจวิธีประมวลผลรูปแนะนำให้ดู Ted Talk ของ Katie Bouman หนึ่งในทีมทำงานโครงการ The Event Horizon Telescope นี้

โพสต์เมื่อ 1 week ago โดย thongkum virut


Link มาที่บทความ เรากำลังจะได้เห็นรูปแรกของหลุมดำเร็ว ๆ นี้ จากกล้องโทรทรรศน์ขนาดเท่าโลก

HTML Code

BBCode

Direct link

Short link