صدایی از اعماق فضا؛ صدای واقعی یک سیاه‌چاله توسط ناسا منتشر شد

ناسا در سال ۲۰۲۲ برای نخستین‌بار موفق شد امواج صوتی منتشرشده از یک سیاه‌چاله ابرپرجرم را به صداهایی قابل شنیدن برای انسان تبدیل و منتشر کند. این سیاه‌چاله در مرکز خوشه کهکشانی پرسئوس قرار دارد و در فاصله‌ای حدود ۲۵۰ میلیون سال نوری از زمین واقع شده است. امواج صوتی استخراج‌شده از این سیاه‌چاله با افزایش ۵۷ تا ۵۸ اکتاو، به محدوده شنوایی انسان منتقل شده‌ و صدایی وهم‌آلود و غیرزمینی تولید کرده‌اند که به‌گفته ناسا، حالتی ترسناک و حتی خشمگین دارد.

اگرچه در فضا خلأ وجود دارد و صدا به‌صورت معمول قابل انتقال نیست، اما در سال ۲۰۰۳ (۱۳۸۲) اخترشناسان موفق شدند امواج صوتی را در گازهای داغ اطراف این سیاه‌چاله شناسایی کنند. این کشف با استفاده از داده‌های پرتو ایکس و تحلیل‌های طیفی انجام شد که نقطه عطفی در درک رفتار سیاه‌چاله‌ها در محیط‌های خوشه‌ای محسوب می‌شود. این امواج صوتی که از مرکز خوشه کهکشانی پرسئوس منتشر می‌شوند، پایین‌ترین نت صوتی ثبت‌شده در جهان را در بر می‌گیرد؛ نتی از نوع سی بمل (B Flat) که ۵۷ اکتاو پایین‌تر از دو میانی است و فرکانسی معادل یک‌بار در هر ۱۰ میلیون سال یعنی بسیار پایین‌تر از آستانه شنوایی انسان دارد.

در ادامه می‌توانید صوت منتشر شده توسط ناسا را گوش دهید:

در پروژه جدید ناسا، این امواج صوتی به‌صورت شعاعی از مرکز سیاه‌چاله استخراج و در جهت پادساعت‌گرد (جهت عقربه‌های ساعت) بازسازی شده‌اند تا شنونده بتواند صداها را از تمام جهات اطراف سیاه‌چاله بشنود. این بازسازی با استفاده از الگوریتم‌های صوتی‌سازی پیشرفته انجام شده که امکان تبدیل داده‌های اخترفیزیکی به فرکانس‌های قابل شنیدن را فراهم می‌کند. فرکانس این صداها تا ۱۴۴ کوادریلیون و ۲۸۸ کوادریلیون برابر افزایش یافته تا به محدوده شنوایی انسان برسند. نتیجه نهایی، صدایی وهم‌آلود و مرموز است که مشابه بسیاری از صداهای فضایی دیگر، حس ناشناخته‌ای را منتقل می‌کند.

اهمیت این صداها تنها به جنبه علمی آن‌ها محدود نمی‌شود، گازها و پلاسمای رقیقی بین کهکشان‌ها در خوشه‌های کهکشانی جریان دارند که به آن‌ها محیط درون‌خوشه‌ای گفته می‌شود. این محیط‌های درون خوشه‌ای چگال‌تر و بسیار داغ‌تر از محیط میان‌کهکشانی هستند. این تفاوت در چگالی و دما باعث می‌شود که امواج صوتی در این محیط‌ها نقش مؤثرتری در انتقال انرژی ایفا کنند. امواج صوتی که در این محیط حرکت می‌کنند، این توانایی را دارند تا انرژی را از طریق پلاسما منتقل کرده و موجب گرم‌شدن محیط شوند. بنابراین این گرما نقش مهمی در تنظیم فرآیند شکل‌گیری ستارگان داشته و در نتیجه، امواج صوتی می‌توانند در تکامل خوشه‌های کهکشانی در طول زمان نقش کلیدی ایفا کنند.

دمای بالای محیط درون‌خوشه‌ای باعث می‌شود این ناحیه در پرتوهای ایکس به‌شدت بدرخشد. این تابش‌ها توسط ابزارهای پیشرفته‌ای مانند رصدخانه پرتو ایکس چاندرا (Chandra X-ray Observatory) ثبت شده‌اند که توانایی تصویربرداری دقیق از ساختارهای داغ و پرانرژی کیهانی را دارند. رصدخانه چاندرا نقش مهمی در شناسایی اولیه این امواج صوتی و همچنین اجرای پروژه صوتی‌سازی آن‌ها ایفا کرده است.

علاوه بر این، سیاه‌چاله ابرپرجرم دیگری به‌نام M87* که نخستین‌بار به‌صورت مستقیم تصویربرداری شد نیز تحت پروژه صوتی‌سازی قرار گرفته است. این سیاه‌چاله توسط تلسکوپ افق رویداد (Event Horizon Telescope) و ابزارهایی مانند چاندرا، تلسکوپ فضایی هابل و تصاویر تلسکوپی Atacama Large Millimeter/submillimeter Array رصد شده است. تصاویر ثبت‌شده از این سیاه‌چاله، فوران عظیمی از ماده را نشان می‌دهند که از ناحیه اطراف آن با سرعتی ظاهراً فراتر از سرعت نور در خلأ خارج می‌شود، پدیده‌ای که در واقع یک خطای دید ناشی از سرعت بالا و زاویه مشاهده است.

در مورد M87، داده‌های مورد استفاده برای صوتی‌سازی شامل نور در فرکانس‌های مختلف بوده‌اند، نه امواج صوتی واقعی. این داده‌ها ابتدا به‌صورت تصویری ثبت و سپس با استفاده از تکنیک‌های صوتی‌سازی به فرکانس‌های شنیداری تبدیل شده‌اند. در این صوتی‌سازی، داده‌های رادیویی در پایین‌ترین فرکانس‌ها، صدای بم‌تری تولید کرده‌اند، داده‌های نوری در محدوده میانی قرار گرفته‌اند و داده‌های پرتو ایکس در بالاترین محدوده صوتی قرار دارند.

تبدیل داده‌های تصویری به صدا، نه‌تنها تجربه‌ای متفاوت از پدیده‌های کیهانی ارائه می‌دهد، بلکه می‌تواند به کشف جزئیات پنهان در داده‌ها کمک کند و درک عمیق‌تری از جهان هستی فراهم آورد.