नई दिल्ली: अंतर्राष्ट्रीय इवेंट होराइजन टेलीस्कोप सहयोग ने ब्लैक होल की दूसरी छवि पर कब्जा कर लिया है। इस बार, हमारी अपनी आकाशगंगा आकाशगंगा के केंद्र में ब्लैक होल का चित्रण किया गया है। हालांकि, छवि को अर्थ देने के लिए, सहयोग को ब्लैक होल सिमुलेशन के साथ तस्वीर की तुलना करनी पड़ी।

इंटरनेशनल इवेंट होराइजन टेलीस्कोप सहयोग, पृथ्वी के आकार के वर्चुअल टेलीस्कोप बनाने वाले सिंक्रोनाइज़्ड टेलीस्कोप का एक नेटवर्क स्थापित करने के लिए 300 से अधिक वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को जुटाने के बाद, सुपरमैसिव ब्लैक होल की पहली छवियों को कैप्चर किया। ब्लैक होल की पहली छवि 2019 में जारी की गई थी। यह मेसियर 87 आकाशगंगा के केंद्र में ब्लैक होल की एक छवि थी। ब्लैक होल की नवीनतम छवि 12 मई, 2022 को जारी की गई थी। यह छवि आकाशगंगा आकाशगंगा के केंद्र में स्थित ब्लैक होल की है, जिसे धनु A* कहा जाता है।

ब्लैक होल की तस्वीरें लेने के बाद क्या होता है?

यूनिवर्सिटी ऑफ एरिजोना के एसोसिएट रिसर्च प्रोफेसर ची-क्वान “सीके” चान ने विश्वविद्यालय द्वारा जारी एक बयान में कहा कि “एक छवि को तड़कना अभी शुरुआत है”। उन्होंने कहा कि वास्तव में उस वस्तु को समझने के लिए जिसे शोधकर्ता देख रहे थे, उन्हें इसकी तुलना सिमुलेशन से करनी थी।

चैन, धनु A* के लिए EHT सहयोग के सैद्धांतिक मॉडलिंग और व्याख्या प्रयासों का एक नेता है, जो नवीनतम तस्वीर और EHT सहयोग द्वारा प्रकाशित कई वैज्ञानिक पत्रों का विषय है। एस्ट्रोफिजिकल जर्नल लेटर्स. पांचवां पेपर ब्लैक होल सिमुलेशन बनाने और उन्हें सिंथेटिक छवियों में बदलने पर केंद्रित है, जिनकी तुलना वास्तविक टिप्पणियों के साथ की जा सकती है ताकि दुनिया को ब्लैक होल के बारे में कुछ नया सिखाया जा सके।

बयान में कहा गया है कि ईएचटी वैज्ञानिकों ने इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप यह निर्धारित किया कि धनु ए * कताई की संभावना है और एक रेफ्रिजरेटर चुंबक की तुलना में थोड़ा मजबूत चुंबकीय क्षेत्र है, जो आस-पास की गैस को दूर करने के लिए पर्याप्त है।

ब्लैक होल में गिरने वाली गैस एक डिस्क बनाती है। पृथ्वी से, डिस्क किनारे की बजाय आमने-सामने प्रतीत होती है। इसे अभिवृद्धि डिस्क के रूप में जाना जाता है। यह सुपरहीटेड गैस, या प्लाज्मा और आवेशित कणों से बना होता है, जिसमें इलेक्ट्रॉन प्लाज्मा में आयनों की तुलना में 100 गुना अधिक ठंडा होता है।

अभिवृद्धि डिस्क उसी दिशा में घूमती है जिस दिशा में ब्लैक होल घूमता है। केवल कुछ सामग्री ब्लैक होल में गिरती है। इसका मतलब यह है कि अगर धनु A* एक व्यक्ति होता, तो वह हर दस लाख वर्षों में चावल के एक दाने का उपभोग करता।

वैज्ञानिक छवियों में अर्थ कैसे ढूंढते हैं?

एरिज़ोना विश्वविद्यालय, संयुक्त राज्य अमेरिका में इलिनोइस विश्वविद्यालय और हार्वर्ड विश्वविद्यालय के साथ मिलकर, सिमुलेशन का अब तक का सबसे बड़ा संग्रह बनाने के प्रयास का नेतृत्व किया। यह संग्रह, जिसे सिमुलेशन लाइब्रेरी कहा जाता है, हजारों डेटा सेट से बना है, जिसमें इस बारे में जानकारी है कि प्लाज्मा ब्लैक होल के आसपास चुंबकीय क्षेत्रों और लाखों नकली छवियों के साथ कैसे इंटरैक्ट करता है। कथन के अनुसार, प्रत्येक सिमुलेशन ब्लैक होल और उसके आसपास के गुणों और विशेषताओं के बारे में कुछ अलग मानता है।

एक मैच खोजने के लिए प्रत्येक नकली छवि की वास्तविक ब्लैक होल छवि के साथ तुलना की जा सकती है। निकटतम मिलान के साथ स्नैपशॉट बनाने वाला सिमुलेशन लोगों को वास्तविक ब्लैक होल छवि के बारे में कुछ सिखा सकता है, जिसमें इसके प्लाज्मा तापमान और इसके चुंबकीय क्षेत्र की ताकत शामिल है।

सिमुलेशन प्रक्रिया में क्या शामिल है?

सिमुलेशन प्रक्रिया के दौरान, सुपरकंप्यूटर का उपयोग सामान्य सापेक्षतावादी मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक, या जीआरएमएचडी समीकरणों को हल करने के लिए किया जाता है। वे नाटकीय रूप से विकृत स्थान और समय के भीतर ब्लैक होल के चारों ओर ऊर्जा और सामग्री की गति को प्रकट करते हैं। चैन ने कहा कि जीआरएमएचडी सिमुलेशन सिमुलेशन के समान हैं जिनका उपयोग यह समझने के लिए किया जाता है कि विमान के चारों ओर हवा कैसे बहती है। आइंस्टीन के सामान्य सापेक्षता के सिद्धांत और चुंबकीय क्षेत्रों और प्लाज्मा के बीच बातचीत द्वारा वर्णित जीआरएमएचडी सिमुलेशन गुरुत्वाकर्षण के चरम बलों में भी कारक है।

जीआरएमएचडी समीकरण क्या हैं?

जीआरएमएचडी समीकरण, साधारण समीकरणों के विपरीत, जिन्हें पेंसिल, कागज और समय के साथ हल किया जा सकता है, बहुत अधिक जटिल हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि वे चुंबकीय क्षेत्र और प्लाज्मा के बीच निरंतर प्रतिक्रिया के लिए जिम्मेदार हैं, जिसके परिणामस्वरूप एक हमेशा बदलते समीकरण होते हैं।

सिमुलेशन पुस्तकालय कैसे बनाया गया था?

सिमुलेशन लाइब्रेरी बनाने के लिए EHT सहयोग को 80 मिलियन CPU घंटे या प्रसंस्करण समय की आवश्यकता थी। प्रसंस्करण समय पूरे एक वर्ष के लिए 2,000 लैपटॉप को पूरी गति से चलाने के बराबर है। फिर, सहयोग ने संयुक्त राज्य अमेरिका के ऑस्टिन में टेक्सास एडवांस्ड कंप्यूटिंग सेंटर में नेशनल साइंस फाउंडेशन द्वारा वित्त पोषित फ्रोंटेरा सुपरकंप्यूटर के साथ पुस्तकालय बनाने के लिए गणना की। बयान में कहा गया है कि चान टेक्सास एडवांस्ड कंप्यूटिंग सेंटर में एक प्रमुख अन्वेषक है, और इस संसाधन के साथ, टीम सिमुलेशन के पुस्तकालय को दो महीने में पूरा करने में सक्षम थी।

चैन ने कहा कि इस तरह के सिमुलेशन की ईएचटी टिप्पणियों के साथ तुलना करने के लिए, वैज्ञानिकों को जीआरएमएचडी डेटा को छवियों में अनुवाद करने के लिए अतिरिक्त गणना चलाने की आवश्यकता है। उन्होंने कहा कि इस प्रकार की गणनाओं को सामान्य सापेक्षतावादी किरण अनुरेखण कहा जाता है।

वैज्ञानिक रेडियो तरंगों का अनुकरण कैसे करते हैं और चित्र कैसे बनाते हैं?

बयान में कहा गया है कि ईएचटी को एक विशिष्ट तरंग दैर्ध्य का पता लगाने के लिए डिज़ाइन किया गया था, जो कि ब्लैक होल के गांगेय केंद्र से 1.3 मिलीमीटर रेडियो तरंग है। इन रेडियो तरंगों का अनुकरण करने और चित्र बनाने के लिए वैज्ञानिक उस पथ का पता लगाते हैं जिससे प्रकाश ब्लैक होल में वापस जाता है। इसके लिए वे सुपर कंप्यूटर का इस्तेमाल करते हैं।

एरिज़ोना विश्वविद्यालय की टीम ने इन सिमुलेशन को चलाने के लिए कम्प्यूटेशनल संसाधनों को हासिल करने के प्रयास का नेतृत्व किया, और इन गणनाओं को सुविधाजनक बनाने वाला सॉफ़्टवेयर भी बनाया।

अंतिम उत्पाद क्या है?

अंतिम उत्पाद अंतर्निहित भौतिकी के बारे में विभिन्न मान्यताओं द्वारा निर्मित ब्लैक होल की कई नकली फिल्में और नकली छवियां हैं, इसके बाद वास्तविक ब्लैक होल के साथ फिल्मों और छवियों की तुलना की जाती है।

एरिज़ोना विश्वविद्यालय के छात्र भी तुलना को संभव बनाने के लिए डेटा विश्लेषण एल्गोरिदम के विकास में शामिल थे।

वास्तविक ब्लैक होल से पर्याप्त रूप से मेल खाने के लिए ब्लैक होल सिमुलेशन को 11 अलग-अलग परीक्षण पास करने पड़े। चान ने कहा कि यह उल्लेखनीय है कि टीम धनु A* को इतनी अच्छी तरह से समझती है कि उसके कुछ मॉडल 11 में से 10 परीक्षण पास कर चुके हैं।

परीक्षण किन चरों पर विचार करते हैं?

बयान में कहा गया है कि परीक्षणों में कुछ तरंग दैर्ध्य की चमक, छवि का आकार और आसपास के ब्लैक होल के चारों ओर चमकती अंगूठी के आकार और चौड़ाई जैसे चरों पर विचार किया गया।

चान ने कहा कि किसी भी मॉडल ने सभी 11 टेस्ट पास नहीं किए। उन्होंने कहा कि परीक्षण जो मॉडल को हराने के लिए सबसे कठिन था, वह परिवर्तनशीलता थी जो मापती है कि ब्लैक होल पल-पल कितना बदलता है। उन्होंने समझाया कि सिमुलेशन वास्तविक धनु A* की तुलना में अधिक परिवर्तनशील हैं।

चैन ने आगे कहा कि वैज्ञानिकों ने उन्हें व्यवस्थित करने के लिए सिमुलेशन को कितनी देर तक चलाया, अधिकांश सिमुलेशन अभी भी उस परीक्षण में विफल रहे। उन्होंने कहा कि सिमुलेशन वास्तविकता से बिल्कुल मेल नहीं खाते हैं, लेकिन उन्हें लगता है कि यह सब कुछ बस काम करने की तुलना में अधिक रोमांचक है।

चैन का मानना ​​​​है कि अब, वैज्ञानिक कुछ नई भौतिकी सीख सकते हैं और आकाशगंगा के केंद्र में ब्लैक होल को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं।

बयान के अनुसार, ब्लैक होल को समझने के लिए काम कर रहे एरिज़ोना विश्वविद्यालय के संकाय सदस्य दशकों से चुनौती का सामना कर रहे हैं, और उस समूह का हिस्सा थे जिसने आकाशगंगा के केंद्र में ब्लैक होल और मेसियर के केंद्र में ब्लैक होल की पहचान की थी। 87 आकाशगंगा अध्ययन के आदर्श लक्ष्य के रूप में। एरिज़ोना विश्वविद्यालय ने इन छवियों को बनाने के लिए इस्तेमाल किए गए ईएचटी सरणी में आठ दूरबीनों में से दो का योगदान दिया। ये टेलिस्कोप एरिज़ोना में माउंट ग्राहम पर सब-मिलीमीटर टेलीस्कोप और अंटार्कटिका में साउथ पोल टेलीस्कोप हैं।