چگونگی محاسبه فواصل نجومی و ابعاد جهان2

[Interstellar]

بیگ بنگ/ یکی از بزرگترین مشکلات در ستاره شناسی اندازه گیری فواصل بسیار دور در جهان است. روش های متداول کنونی فواصل را نسبی اندازه گیری می کنند، اما ستاره شناسان انستیتوی نیلز بور در دانشگاه کپنهاگ نشان دادند با استفاده از سیاهچاله ها پرجرم می توان فواصل نجومی را بصورت دقیق اندازه گیری نمود.
اندازه گیری های جدید می تواند دقیق ترین روش برای اندازه گیری ثابت هابل باشد که میزان گسترش جهان و در نهایت سن جهان را نشان می دهد. کهکشان فعال NGC 1451 که بنام چشم سائورون (Eye of Sauron) نیز شناخته می شود، یک کهکشان مارپیچی متوسط است که در مرکزش یک سیاهچاله غول پیکر و فعال قرار دارد، که ابری از گاز و گرد و غبار به دور آن می چرخد. دانشمندان از همین فرآیند برای اندازه گیری فاصله کهکشان مورد نظر استفاده کردند.

دارچ واتسون، استاد مرکز کیهان شناسی تاریک در انستیتوی نیلز بور در این باره گفت: « زمانی که گاز به داخل سیاهچاله سقوط می کند، گرما و اشعه ماورا بنفشاز خود ساطع می کند، اشعه ماور بنفش حلقه ای از گرد و غبار را که در فاصله دور به گرد سیاهچاله می چرخد را گرم می کند، این گرم کردن نیز سبب ساطع شدن اشعه ماوربنفش می شود. ما با استفاده از تلسکوپ های زمینی توانستیم زمان تاخیر بین نور ماورا بنفش سیاهچاله و متعاقبا نور مادون قرمز ساطع شده از ابر گازی و تفاوت زمان آن که حدود سی روز بود را اندازه گیری کنیم. بنایراین چون سرعت نور را می دانیم، می توانیم فاصله فیزیکی واقعی بین سیاهچاله و نور گرد و غبار در حال چرخش را محاسبه کنیم و با استفاده از این پارامترها فاصله ی دقیق سیاهچاله تا زمین را نیز محاسبه کنیم.»
محققان با ترکیب نور ساتع شده از این اجرام کیهانی در دو تلسکوپ ده متری کک در موناکو و هاوایی و با استفاده از روشی بنام تداخل سنجی توانستند با دقتی صدها برابر بهتر از تلسکوپ هابل، فاصله ی ۶۲ میلیون سال نوری این سیاهچاله تا زمین را محاسبه کنند. محاسبات پیشین این جرم بر اساس انتقال به سرخ(تغییر طول موج نور با توجه به سرعت دور شدن جسم از ما ) بین ۱۳ میلیون و ۹۵ میلیون سال نوری تا زمین تخمین زده شده بود. دانشمندان معتقدند از این روش می توانند به عنوان «نشانگری کیهانی» در جهان برای اندازه‌گیری فواصل دقیق اجرام آسمانی دیگر تا زمین استفاده کنند.
محاسبه دقیق فاصله با استفاده از سیاهچاله ها یکی از بزرگترین عدم قطعیت ها در اندازه گیری اجرام کیهانی را از بین می برد. محاسبات جرم سیاهچاله های غول پیکر قلب کهکشان ها به دو فاکتور اصلی بستگی دارد: اول،سرعت چرخش ستاره ها در کهکشان و دوم، فاصله ی ستاره ها از سیاهچاله. سرعت چرخش می تواند در فاصله ای از سیاهچاله به دور یک دیسک گرد و غبار ستاره ای بچرخد ، بنابراین محققان می توانند با این روش جدید محاسبه ی فواصل کیهانی را با دقت بیشتری انجام دهند. نتایج این تحقیقات در نشریه Nature منتشر شده