سیاہ سوراخ خلا کا ایک علاقہ ہے جہاں کشش ثقل اتنی مضبوط ہے کہ کوئی چیز، روشنی تک نہیں، فرار ہو سکتی ہے جب وہ واقعے کے افق کو پار کرے۔ ماہرین فلکیات سیاہ سوراخ کو براہ راست نہیں دیکھ سکتے، اس لیے وہ قریبی مادے، روشنی اور space-time پر پڑنے والے اثرات سے ان کی موجودگی کا اندازہ لگاتے ہیں — accretion disks، مدار میں ستاروں، اور gravitational waves نام کی لہروں کے ذریعے۔ دو تاریخی مشاہدات، 2015 میں LIGO کی gravitational-wave کی براہ راست شناخت اور 2019 میں M87 کی Event Horizon Telescope کی تصویر، نے یہ تصور نظریہ سے براہ راست ثبوت میں تبدیل کر دیا۔
یہ نسخہ اصل متن (English) کا مشینی ترجمہ ہے۔ اصل متن پڑھیں
سیاہ سوراخ ایک سے زیادہ طریقوں سے بنتے ہیں، اور ماہرین فلکیات انہیں ایک ہی اصل کے بجائے بڑے پیمانے کی بنیاد پر سائز کی کلاسز میں ترتیب دیتے ہیں۔
سیاہ سوراخ کیسے بنتے ہیں
سب سے بہتر طریقے سے سمجھا جانے والا راستہ ستارہ کی موت ہے۔ NASA کے Imagine the Universe پروجیکٹ کے مطابق، ایک stellar-mass سیاہ سوراخ تب بنتا ہے جب ایک بھاری ستارہ اپنا nuclear fuel ختم کر دے اور اس کا core اپنی کشش ثقل سے collapse ہو جائے، ایک عمل جو supernova explosion کے ساتھ ہو سکتا ہے۔ NASA کہتا ہے کہ یہ stellar-mass سیاہ سوراخ عام طور پر سورج کے بڑے پیمانے سے تقریباً 5 سے 20 گنا ہوتے ہیں اور کہکشاؤں میں بکھرے ہوتے ہیں جہاں بھاری ستارے رہتے اور مرتے ہیں۔
اس پیمانے کے دوسری طرف supermassive سیاہ سوراخ ہیں، جو تقریباً ہر بڑی کہکشاں کے مرکز میں پائے جاتے ہیں، جن کے بڑے پیمانے سورج کے بڑے پیمانے کی لاکھوں سے اربوں گنا تک ہیں، NASA کے مطابق۔ یہ بہت بڑے سیاہ سوراخ کیسے بنتے اور بڑھتے ہیں، یہ NASA کے مطابق تحقیق کا ایک فعال شعبہ ہے، اگرچہ مشاہدات سے کہکشاں کے مرکزی سیاہ سوراخ کی سائز اور خود کہکشاں کی سائز کے درمیان رشتہ دیکھا جاتا ہے۔
NASA ایک تجویز کردہ درمیانی کلاس کو بھی بیان کرتا ہے، جس کی بڑے پیمانے stellar اور supermassive رینج کے درمیان ہے۔ ایجنسی نوٹ کرتی ہے کہ ماہرین فلکیات نے حال ہی میں intermediate-mass سیاہ سوراخ کے لیے ممکنہ شہادت تلاش کرنا شروع کی ہے، کیونکہ پہلے کے بہت سارے امیدوار اشیاء دوسری طبیعی processes سے سمجھائے جاتے تھے۔
ماہرین فلکیات کوئی ایسی چیز کیسے دیکھتے ہیں جو روشنی نہیں نکالتی
ایک سیاہ سوراخ کو نہیں دیکھا جا سکتا کیونکہ یہ اپنی کوئی روشنی نہیں نکالتا۔ NASA کے Imagine the Universe صفحے کی وضاحت کے مطابق ماہرین فلکیات بجائے اس کے بالواسطہ شناخت پر انحصار کرتے ہیں: وہ قریبی اشیاء میں ایسے رویے کو تلاش کرتے ہیں جو صرف ایک بہت بڑے، گھنے، نامرئی بڑے پیمانے کی موجودگی سے سمجھایا جا سکتا ہے۔ اس میں مادہ شامل ہے جو اندر کھینچا جا رہا ہے اور ایک چمکتے ہوئے accretion disk میں گرم کیا جا رہا ہے، یا ستارے جو کسی ایسے نقطے کے گرد مدار میں ہیں جہاں کوئی ستارہ نہیں دیکھا جا سکتا۔
اس بالواسطہ شہادت کو منظر میں لانے کا ایک طریقہ radio interferometry ہے۔ Event Horizon Telescope (EHT) سیارے بھر کے radio observatories کو ایک ٹیکنیک سے منسلک کرتا ہے جسے very long baseline interferometry (VLBI) کہا جاتا ہے، جو، جیسا کہ physics outreach سائٹ Einstein-Online نے سمجھایا ہے، متعدد telescopes سے بیک وقت مشاہدات کو ایک ایسے telescope کے برابر ڈیٹا میں ملاتا ہے جو زمین کی سائز کا ہو۔ سیاہ سوراخ براہ راست ظاہر نہیں ہوتا؛ جو EHT ریکارڈ کرتا ہے وہ accretion disk میں گرم، swirling گیس سے radio emission ہے، ایک تاریک مرکزی علاقے کے ساتھ — سیاہ سوراخ کا 'shadow' — بنایا جاتا ہے جہاں روشنی انتہائی کشش ثقل کے تحت چیز کے گرد خم ہوتی ہے۔
پہلی تصویر: M87
10 اپریل 2019 کو، EHT collaboration نے اس طریقے سے بنائی گئی پہلی تصویر جاری کی، جو کہکشاں M87 کے مرکز میں supermassive سیاہ سوراخ کو دکھاتی ہے، جو زمین سے تقریباً 55 ملین light-years دور ہے، MIT News کے مطابق، جس نے اس رہائی پر رپورٹ کی۔ MIT News نے چیز کے بڑے پیمانے کو سورج کے بڑے پیمانے سے تقریباً 6.5 ارب گنا بتایا، imaged event horizon تقریباً 40 ارب کلومیٹر تک۔ مشاہدے کی کوشش نے آٹھ ground-based radio observatories کو ملایا اور دنیا بھر میں 200 سے زیادہ محققین شامل تھے۔
سیاہ سوراخ سننا: gravitational waves
ایک الگ detection طریقہ روشنی بالکل استعمال نہیں کرتا۔ 14 ستمبر 2015 کو، 5:51 a.m. EDT میں، Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) نے gravitational waves کی پہلی براہ راست شناخت کی — space-time میں لہریں جو Einstein کے general relativity سے predict تھیں — MIT News کے مطابق۔ سگنل دو سیاہ سوراخوں سے آیا، ہر ایک سورج کے بڑے پیمانے سے تقریباً 30 گنا، تقریباً 1.3 ارب light-years دور merge ہو رہے تھے۔ ٹکراؤ نے تقریباً تین solar masses کے برابر توانائی کو gravitational waves میں تبدیل کیا، MIT کی رپورٹ کے مطابق، مختصر طور پر مرئی کائنات میں تمام روشنی سے زیادہ طاقت تابکاری کرتے ہوئے۔ LIGO کے Louisiana اور Washington State میں جڑواں 4-کلومیٹر laser detectors نے سگنل کو رجسٹر کرنے کے لیے ایک پروٹون کے قطر سے ایک دس ہزاری سے کم بیں لمبائی میں تبدیلی کو ماپا۔
LIGO کے ساتھ بعد میں Italy میں Virgo detector اور Japan میں KAGRA شامل ہوئے LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) Collaboration تشکیل دینے کے لیے، جس کی Caltech رپورٹ کے مطابق 2015 سے تقریباً 300 سیاہ سوراخ کے mergers کو ریکارڈ کیا گیا ہے، بشمول اپنی چوتھی observing run میں تنہائی میں 200 سے زیادہ۔ نومبر 2023 میں، collaboration نے اب تک gravitational waves سے ریکارڈ کیے جانے والے سب سے بڑے سیاہ سوراخ کے merger کو دیکھا، ایک واقعہ جس کو GW231123 کہا جاتا ہے، جس میں تقریباً 100 اور 140 solar masses کی چیزیں شامل تھیں جو تقریباً 225 solar masses کے سیاہ سوراخ میں merge ہوئیں، Caltech نے رپورٹ کی۔
کلیدی حقائق ایک نظر میں
سیاہ سوراخ کی کلاسز اور انہیں کیسے دیکھا گیا
کلاس / واقعہ
بڑے پیمانے (solar masses)
Detection طریقہ
Stellar-mass سیاہ سوراخ
~5–20
بالواسطہ: مدار میں مادے/ستاروں پر اثرات (NASA)
Intermediate-mass (تجویز کردہ)
NASA کی طرف سے بالکل متعین نہیں؛ کچھ تصدیق شدہ امیدوار
بالواسطہ، محدود تصدیق شدہ امیدوار (NASA)
Supermassive سیاہ سوراخ
لاکھوں سے اربوں
بالواسطہ؛ صرف M87* اور Sagittarius A* کے لیے براہ راست منظر میں لایا گیا (NASA/EHT)
یہ اتنے بھاری سیاہ سوراخ معیاری stellar evolution models کے ذریعے ممنوع ہیں۔
— Mark Hannam, Cardiff University، جیسا کہ Caltech نے GW231123 merger پر حوالہ دیا
مل کر، دونوں طریقے — radio interferometry کے ساتھ سیاہ سوراخ کے گرد چمکتی ہوئی چیز کو منظر میں لانا، اور دو سیاہ سوراخوں کی gravitational-wave 'chirp' کو سننا جو ایک دوسرے کے گرد spiral ہو رہے ہیں — ماہرین فلکیات کو آزاد، متمم طریقے دیتے ہیں یہ تصدیق کرنے کے لیے کہ کوئی چیز سیاہ سوراخ ہے اور اس کے بڑے پیمانے کو ماپنے کے لیے، یہاں تک کہ سیاہ سوراخ خود کبھی کوئی بھی چیز نہیں نکالتا جو براہ راست دیکھی جا سکے۔
سوالات
کیا ہم کبھی اصل میں ایک سیاہ سوراخ کو دیکھ سکتے ہیں؟
نہیں — ایک سیاہ سوراخ خود روشنی نہیں نکالتا۔ جو telescopes جیسے Event Horizon Telescope ریکارڈ کرتے ہیں وہ اس کے گرد swirling گرم گیس (accretion disk) سے radio emission ہے، ایک تاریک 'shadow' کے ساتھ جہاں سیاہ سوراخ روشنی کو روکتا اور خم کرتا ہے، Einstein-Online اور NASA کے مطابق۔
سیاہ سوراخ کیسے بنتے ہیں؟
Stellar-mass سیاہ سوراخ اس وقت بنتے ہیں جب ایک بھاری ستارہ اپنا fuel ختم کرتا ہے اور اس کا core collapse ہوتا ہے، کبھی کبھی ایک supernova میں، NASA کے مطابق۔ کہکشاں کے مراکز میں supermassive سیاہ سوراخ کیسے بنتے اور بڑھتے ہیں یہ ابھی تحقیق کا ایک فعال شعبہ ہے، NASA کہتا ہے۔
سیاہ سوراخ کی پہلی براہ راست تصویر کیا تھی؟
10 اپریل 2019 کو، Event Horizon Telescope collaboration نے کہکشاں M87 میں supermassive سیاہ سوراخ کی ایک تصویر جاری کی، تقریباً 55 ملین light-years دور، آٹھ observatories کے ذریعے جمع کیے گئے radio ڈیٹا سے بنائی گئی، جیسا کہ MIT News نے رپورٹ کی۔
Gravitational waves کیا ہیں اور وہ سیاہ سوراخ سے کیسے تعلق رکھتے ہیں؟
Gravitational waves space-time میں لہریں ہیں جو Einstein کے general relativity سے predict تھیں؛ LIGO نے 14 ستمبر 2015 کو پہلی براہ راست شناخت کی دو merging سیاہ سوراخ سے جو ہر ایک تقریباً 30 solar masses تھے، تقریباً 1.3 ارب light-years دور تھے، MIT News کے مطابق۔
سیاہ سوراخ کتنے بڑے ہو سکتے ہیں؟
Stellar-mass سیاہ سوراخ عام طور پر سورج کے بڑے پیمانے سے 5–20 گنا ہوتے ہیں (NASA)، جبکہ supermassive سیاہ سوراخ solar masses کے لاکھوں سے اربوں گنا تک ہوتے ہیں؛ 2019 میں منظر میں لایا گیا M87 سیاہ سوراخ تقریباً 6.5 ارب سورج کے بڑے پیمانے کا ہے، MIT News کے مطابق۔
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
خلا نورد کی تربیت ایک کثیر سالہ عمل ہے جو تعلیم، تجربے اور جسمانی فٹنس کے لیے انتخاب کی جانچ سے شروع ہوتا ہے، پھر کسی بھی پرواز سے پہلے سالوں کی زمینی تربیت میں جاتا ہے۔ ناسا اور یورپی خلائی ایجنسی (ESA) کے مطابق، امیدواروں نے خلائی جہاز کے نظام سیکھتے ہیں اور پانی کے اندر خلائی سفر کی مشق کرتے ہیں، اور ESA کے امیدوار روسی بھی سیکھتے ہیں، جبکہ بین الاقوامی خلائی سٹیشن (ISS) پر زندگی کام، ورزش اور نیند کے ایک مقررہ روزمرہ شیڈول پر چلتی ہے۔
ایک سیاہ سوراخ خلا کا وہ خطہ ہے جہاں کشش ثقل اتنی مضبوط ہے کہ کوئی بھی چیز، حتیٰ کہ روشنی بھی، اس وقت نہیں نکل سکتی جب یہ واقعہ کے افق کو عبور کرتا ہے۔ بیشتر اس وقت بنتے ہیں جب ایک بھاری تارہ اپنا جوہری ایندھن ختم کر لیتا ہے اور اس کا مرکز منہدم ہو جاتا ہے؛ انتہائی بھاری ورژن اربوں سالوں میں کہکشاں کے مراکز میں بڑھتے ہیں۔ براہ راست تصویروں اور کشش ثقل کی لہریں کی شناخت نے ان کے وجود کی تصدیق کی ہے اور آئن سٹائن کی عمومی اضافیت کو جانچا ہے۔
چاند کے مراحل تبدیل ہوتے ہیں کیونکہ سورج کی روشنی اس کی سطح کے مختلف حصوں پر پڑتی ہے جب یہ زمین کے گرد چلتا ہے، نہ کہ زمین کے سائے کی وجہ سے؛ مراحل کا ایک مکمل چکر، جسے synodic month کہا جاتا ہے، اوسطاً 29.5 دن ہے۔ وہی چاند زمین کے سمندروں کو غیر متساوی gravitational force کے ساتھ کھینچتا ہے، جس سے ہر 24 گھنٹے اور 50 منٹ میں دو اونچی لہریں اور دو نیچی لہریں پیدا ہوتی ہیں، سورج اس کھینچ کو ایک ماہ میں دو بار مضبوط یا کمزور کرتا ہے۔
تیز ریڈیو بسٹس (FRBs) دور دراز کہکشاؤں سے ملی سیکنڈ کی مدت والی ریڈیو توانائی کی جھلکیاں ہیں، جو سب سے پہلے 2007 میں شناخت کی گئیں اور ابھی بھی مکمل طور پر وضاحت نہیں دی گئی ہیں۔ دلچسپی اس کے بعد بڑھی جب ماہرین فلکیات نے MeerKAT ٹیلی سکوپ اور جیمز ویب خلائی دوربین استعمال کرتے ہوئے اب تک کا سب سے دور دراز FRB تلاش کیا، ایک ایسا سگنل جو زمین تک پہنچنے میں 10 ارب سال سے زیادہ سفر کرنا پڑا۔
