कैसे वैज्ञानिकों ने मिलकर दुनिया की पहली बैक होल की छवि बनाई

पिछले अप्रैल में, दुनिया भर के सैकड़ों वैज्ञानिकों का एक गठबंधन कुछ ऐसा हासिल करने के लिए एक साथ आया, जिसे पहले असंभव माना जाता था: उत्पादन करना ब्लैक होल की पहली छवि, इवेंट होरिजन टेलीस्कोप (ईएचटी) परियोजना के हिस्से के रूप में।

जोनाथन वेनट्रॉब एक ​​इलेक्ट्रिकल इंजीनियर और वैज्ञानिक हैं जिन्होंने इसके डिजाइन में मुख्य भूमिका निभाई संपूर्ण सरणी के लिए डिजिटल इंस्ट्रुमेंटेशन, और जो ईएचटी के आरंभ से ही इसमें शामिल रहा है चरणों. डिजिटल ट्रेंड्स ने उनसे एक साझा उद्देश्य के साथ इतने सारे लोगों, संस्थानों और दूरबीनों को एक साथ लाने की चुनौतियों के बारे में बात की।

यह लेख हमारी श्रृंखला, सहयोग के माध्यम से नवाचार का हिस्सा है

सहयोग मानवता की महाशक्ति है। इसने दुनिया में अब तक देखी गई कुछ सबसे महत्वपूर्ण प्रगति को सक्षम किया है, और इस श्रृंखला में, हम सही ढंग से हो रहे सहयोग के कुछ सबसे अविश्वसनीय और प्रेरक उदाहरण प्रदर्शित करेंगे अब।

एक नए कार्य के लिए दूरबीनों को रेट्रोफिटिंग करना

इस परियोजना के लिए छह अलग-अलग स्थानों पर आठ अलग-अलग दूरबीनों के उपयोग की आवश्यकता थी। हालाँकि ये दूरबीनें इस कार्य के लिए कस्टम-निर्मित नहीं थीं - वेनट्रॉब और उनके सहयोगियों ने मौजूदा दूरबीनें लीं और उन्हें एक वैश्विक सरणी का हिस्सा बनाने के लिए नए उपकरणों के साथ फिट किया।

अधिकांश दूरबीनें एकल परवलयिक व्यंजन थीं, जैसे अंटार्कटिका में दक्षिणी ध्रुव टेलीस्कोप या IRAM स्पेन में 30-मीटर टेलीस्कोप, "इसलिए वे आपके टेलीविजन के लिए आपके सैटेलाइट डिश की तरह दिखते हैं, लेकिन बड़े होते हैं," वेनट्रॉब व्याख्या की। टीम ने प्रत्येक डिश में उपकरण के दो टुकड़े फिट किए: सबसे पहले, एक डिजिटल बैकएंड था जिसमें एक एनालॉग से डिजिटल कनवर्टर और एक लिनक्स कंप्यूटर था जिसमें प्रति रिकॉर्डर 256 टेराबाइट्स स्टोरेज था। प्रति साइट इनमें से चार रिकॉर्डर में कुल 1.2 पेटाबाइट डेटा था।

दूसरा, एक परमाणु घड़ी थी, क्योंकि सरणी में सटीक रीडिंग प्राप्त करने के लिए सटीक टाइमस्टैम्प आवश्यक हैं। "यह एक डॉर्म रेफ्रिजरेटर के आकार का है, और यह हर दस मिलियन वर्षों में लगभग एक सेकंड के भीतर समय रखता है," वेनट्रॉब ने कहा।

इसमें शामिल कुछ दूरबीनें कई व्यंजनों से युक्त सारणी थीं, जैसे हवाई में सबमिलीमीटर ऐरे या चिली में अटाकामा लार्ज मिलीमीटर/सबमिलीमीटर ऐरे। ईएचटी परियोजना के लिए, इन सरणियों को एकल स्टेशन के रूप में कार्य करने की आवश्यकता है। इसमें एक अतिरिक्त प्रसंस्करण कदम शामिल था, जैसा कि वेनट्रॉब ने समझाया: “मानक प्रसंस्करण करने के बजाय जो हम करते हैं सिग्नल, हम एक विशेष उपकरण बनाते हैं जो सरणी में प्रत्येक टेलीस्कोप से आउटपुट का योग करता है और केवल एक सिग्नल प्रस्तुत करता है डिजिटलीकरण।"

अच्छे मौसम का संयोग

एक बार प्रत्येक टेलीस्कोप साइट पर डेटा एकत्र करने के बाद, इसे प्रसंस्करण के लिए मैसाचुसेट्स या बॉन, जर्मनी में एक केंद्रीय स्थान पर भेजा गया था। लेकिन वेनट्रॉब ने कहा, "प्रत्येक स्टेशन पर 1.2 पेटाबाइट इंटरनेट पर भेजने के लिए बहुत अधिक डेटा है।" "इसलिए हम भौतिक रूप से इन डिस्क को एक बॉक्स में पैक करते हैं और हम उन्हें एक केंद्रीय स्थान पर भेज देते हैं।"

हालाँकि, दक्षिणी ध्रुव पर दूरबीन की डिस्क एक चुनौती साबित हुई। “न तो FedEx या UPS दक्षिणी ध्रुव की सेवा करता है, और जब हम अप्रैल में अवलोकन करते हैं तो कोई हवाई सेवा नहीं होती है। फरवरी के अंत तक उन्होंने हवाई जहाज बंद कर दिए और वहां केवल एक छोटा सा स्टाफ रह गया, जो डिस्क पैक करता था। हवाई जहाज के आने और उड़ान भरने से पहले हम छह महीने तक इंतजार करते हैं। हमें दक्षिणी ध्रुव डेटा के लिए छह महीने तक इंतजार करना पड़ा।

एक अन्य व्यावहारिक मुद्दा प्रत्येक स्थल पर मौसम था। उच्च-आवृत्ति रेडियो दूरबीनें, जैसे कि ईएचटी परियोजना में उपयोग की जाती हैं, वायुमंडल में पानी के प्रति बेहद संवेदनशील हैं और प्रभावी ढंग से काम करने के लिए साफ आसमान की आवश्यकता होती है। इसलिए अधिकांश दूरबीनें अत्यधिक शुष्क वातावरण वाले उच्च ऊंचाई वाले स्थानों पर स्थित हैं, जैसे चिली में अटाकामा रेगिस्तान या हवाई में मौना केआ। फिर भी, अवलोकन के लिए प्रत्येक स्थल पर अच्छे मौसम की आवश्यकता होती है। “यदि आप चाहते हैं कि यह काम करे, तो आपको सभी स्थलों पर अच्छे मौसम का संयोग होना चाहिए। ऐसा बहुत कम होता है, जैसा कि पता चला है।”

मौसम की स्थिति न केवल विज्ञान को, बल्कि वैज्ञानिकों को भी प्रभावित करती है। अत्यधिक ऊंचाई और कम आर्द्रता साइटों पर काम करने वाले लोगों के लिए अपनी चुनौतियां लेकर आती हैं। “पहाड़ की चोटी पर बहुत कम जलवाष्प है। यह एक रेगिस्तान की तरह है. आपकी त्वचा फट जाती है, आपको अपने होठों पर सुरक्षा लगाने की ज़रूरत है।" और जब ऊंचाई की बात आती है, “हम 6,000 मीटर तक की ऊंचाई पर हैं। वायुमंडलीय दबाव समुद्र तल के दबाव का लगभग 60% है। आपको ऊंचाई की बीमारी हो जाती है और आपको सिरदर्द हो जाता है। परिस्थितियों से तालमेल बिठाने के लिए, वैज्ञानिक अधिक ऊंचाई पर कुछ दिन बिताकर अनुकूलन करते हैं।

लोगों और संगठनों को एकजुट करना

ईएचटी विभिन्न दूरबीनों पर समय के लिए प्रतिस्पर्धा करने वाली कई परियोजनाओं में से केवल एक थी। टेलीस्कोपों ​​को ओवर-सब्सक्राइब किया गया है, जिसका अर्थ है कि उनका उपयोग करने के लिए आवंटित की जाने वाली परियोजनाओं की तुलना में अधिक परियोजनाएं लागू होती हैं, इसलिए उपकरणों पर समय प्राप्त करना प्रतिस्पर्धी हो सकता है। सरकारों, संगठनों और वैज्ञानिकों को विभिन्न मुद्दों पर ईएचटी समय देने के लिए प्रेरित करने का प्रयास किया जा रहा है टेलीस्कोप "हाथ घुमाने का मामला" था, खासकर ईएचटी के ऐतिहासिक परिणाम के सुर्खियां बनने से पहले 2019.

और विभिन्न देशों में बड़ी संख्या में रहने वाले लोगों के बीच समन्वय स्थापित करने का मुद्दा भी है। पूर्वी एशिया से लेकर हवाई तक के समय क्षेत्रों में शोधकर्ताओं के रहने की व्यावहारिकता का मतलब है कि टेलीकांफ्रेंस के लिए मिलने का समय निकालना लगभग असंभव है। वेनट्रॉब ने प्रत्येक वैश्विक बैठक के दो संस्करणों का आयोजन किया, ताकि हर कोई आधी रात को उठे बिना एक में भाग ले सके।

व्यक्तिगत चुनौतियाँ

सहयोगात्मक वैज्ञानिक कार्य का अक्सर अनदेखा किया जाने वाला अंतर-वैयक्तिक पहलू भी है। वेनट्रॉब ने कहा, "इन सभी दूरबीनों को एक साथ लाने को बाकी दुनिया के सहयोग के लिए एक मॉडल के रूप में प्रस्तुत किया गया है, लेकिन इसमें जटिल बातचीत शामिल थी।" “जब सहयोग 12 शोधकर्ताओं के समूह से 250 से अधिक के समूह तक बढ़ता है तो निश्चित रूप से एक चुनौती होती है। सहयोग के भीतर, एक निश्चित मात्रा में प्राकृतिक प्रतिस्पर्धा और प्रतिद्वंद्विता होती है। यह थोड़ी व्यक्तिगत चुनौती हो सकती है।"

वैज्ञानिक हलकों में, प्रकाशित पत्रों में लेखकों का सापेक्ष योगदान उस क्रम में परिलक्षित होता है जिसमें उनके नाम सूचीबद्ध हैं। लेकिन इतनी बड़ी परियोजना में प्रत्येक शोधकर्ता के व्यक्तिगत योगदान को निर्धारित करने की कोशिश करना अनिवार्य रूप से असंभव था। टीम के कुछ सदस्य एक दशक से इस परियोजना पर काम कर रहे थे, जबकि अन्य पिछले कुछ वर्षों में ही इसमें शामिल हुए थे। और शोधकर्ताओं पर, विशेष रूप से अपने करियर के शुरुआती दिनों में, महत्वपूर्ण प्रकाशनों में अपना नाम प्रमुखता से प्रदर्शित करने का जबरदस्त दबाव होता है।

वेनट्रॉब ने कहा, "लेखकत्व को लेकर बहुत बहस हुई।" अंत में, ईएचटी परियोजना से उत्पन्न कागजात में, “लेखकत्व पूरी तरह से वर्णानुक्रम में है। बहस का हिस्सा बनने के बाद, यही एकमात्र तरीका था जिसे किया जा सकता था।''

एक उल्लेखनीय परिणाम

इस सभी कार्य और समन्वय ने आकाशगंगा मेसियर 87 में स्थित ब्लैक होल की पहली छवि का वास्तव में उल्लेखनीय परिणाम प्राप्त किया। और ईएचटी परियोजना जारी रहेगी, भविष्य में और भी अधिक संवेदनशीलता के साथ और अधिक ब्लैक होल की छवि लेने के लिए और भी अधिक दूरबीनें इस परियोजना में शामिल होंगी।

संपादकों की सिफ़ारिशें

• उन्होंने दुनिया की पहली ब्लैक होल तस्वीर खींची। अब वे एक वीडियो शूट कर रहे हैं
• हजारों ब्लैक होल की पहचान करने के लिए खगोलशास्त्री आपकी मदद चाहते हैं
• ब्लैक होल के विकास को समझने के लिए खगोलविद छोटी आकाशगंगाओं की खोज करते हैं
• नए अध्ययन से पता चलता है कि ग्रह महाविशाल ब्लैक होल के आसपास बन सकते हैं
• खगोलविदों ने हमारी आकाशगंगा में एक 'असंभव' ब्लैक होल की खोज की है

अपनी जीवनशैली को उन्नत करेंडिजिटल ट्रेंड्स पाठकों को सभी नवीनतम समाचारों, मजेदार उत्पाद समीक्षाओं, व्यावहारिक संपादकीय और एक तरह की अनूठी झलक के साथ तकनीक की तेज़ गति वाली दुनिया पर नज़र रखने में मदद करता है।