تأكيد صورة الثقب الأسود M87: ما الذي تكشفه الدراسة الجديدة

هل تأكدت صورة الثقب الأسود M87؟

نعم. فقد أعادت دراسة نُشرت في Nature في 11 نوفمبر 2026، بصورة مستقلة، إنتاج الظل الحلقي الذي ظهر أول مرة في صورة تلسكوب أفق الحدث لعام 2019 للثقب الأسود في المجرة M87 ^[1][2]. ويكتب المؤلفون، من CSIRO، الوكالة الوطنية للعلوم في أستراليا، أن طريقتهم تعيد إنتاج شكل حلقي «دون أي لبس» ^[1].

وطبّق الفريق، وهو سامويل لاي ونيثيانندان تياغاراجان وآيفي وونغ وفويفوس دياكوجياني، طريقة تصوير جديدة على قياسات EHT المتاحة للعموم ^[1][3]. وقال لاي: «حين طبقناها على مجموعة بيانات تلسكوب أفق الحدث الأصلية، وجدنا ثقبًا أسود يكاد يطابق الصورة التاريخية لـ EHT في الحجم والشكل»، مضيفًا: «والأهم أن نموذجنا لم يكن يعرف شكل الثقب الأسود» ^[2].

ويصف لاي ذلك بأنه «أول تحقق مستقل حقًا من صورة EHT» ^[2]. وتقول CSIRO إن النتائج تعزز الثقة بأن الحلقة سمة فيزيائية فلكية حقيقية لا أثر ناتج عن إعادة بناء الصورة ^[2][3].

والتباين في الحجم لافت. فقد كانت صورة 2019 ثمرة عمل مئات العلماء؛ وذكرت ESO حينها أن تعاون EHT ضم أكثر من 200 باحث ^[2][6]. أما التحقق فجاء من مجموعة من أربعة. ولاي زميل ما بعد الدكتوراه في CSIRO بغرب أستراليا، بحسب The Register ^[5]، ونُشرت الورقة بالوصول المفتوح، فيمكن لأي شخص قراءتها ^[1].

لماذا شكّك العلماء في صورة الثقب الأسود M87؟

لأن تحويل بيانات EHT إلى صورة يتطلب معالجة مكثفة، وقد أعطت خيارات المعالجة المختلفة نتائج مختلفة ^[1][4]. وتشير ورقة Nature إلى أن مقاربات التحليل والتصوير المتنوعة أنتجت رؤى متباينة لتفاصيل M87* الدقيقة، وأن بعض التحليلات الخارجية شكّكت حتى في شكله الحلقي الأساسي ^[1].

وأصل المشكلة هو شحّ البيانات. فـ EHT يربط أطباقًا راديوية عبر الكرة الأرضية لمحاكاة تلسكوب بحجم الأرض، وهي تقنية تسمى قياس التداخل ذي خط الأساس الطويل جدًا ^[2][6]. لكن مع عدد قليل من المحطات تترك القياسات فجوات كبيرة، فتصبح إعادة بناء الصورة «مسألة غير مقيدة بما يكفي» وحساسة للمعايرة والخوارزميات والإعدادات، كما يكتب المؤلفون ^[1].

وتذكر New Scientist أن معظم إعادات التحليل أنتجت حلقات متشابهة، لكن إحداها، المنشورة عام 2022، لم تجد أي حلقة ^[4]. وقال لاي واصفًا التحدي: «الأمر أشبه بأن تقف في فناء منزلك وتحاول التقاط صورة لكعكة دونات على القمر» ^[2].

كيف تحققت الدراسة الجديدة من صورة M87؟

أعادت بناء الصورة من الصفر باستخدام قياسات تلغي أخطاء الأجهزة وحدها، ونموذج ذكاء اصطناعي لم يرَ ثقبًا أسود قط ^[1][2]. وفيما يلي النهج بإيجاز:

1. استخدام الثلاثيات لا الأزواج: يجمع التحليل المعتاد بيانات أزواج من التلسكوبات. أما طريقة CSIRO فتجمع مجموعات من ثلاثة، ما يلغي تلك الأخطاء، كما أوضح تياغاراجان ^[2][4]؛ وتقول الورقة إن القياسات الناتجة تحمل «معلومات شكلية خالصة» خالية من تأثيرات المعايرة ^[1].
2. ثوابت الإغلاق: تسمي الورقة هذه القياسات المستقلة عن المعايرة «ثوابت الإغلاق»، وهي صيغة موحّدة لأطوار الإغلاق وسعاته التي يستخدمها علماء الفلك الراديوي أصلًا ^[1].
3. ذكاء اصطناعي توليدي دون تدريب على الثقوب السوداء: الخوارزمية GenDIReCT نموذج انتشار كامن تصفه الورقة بأنه دُرّب على صور لا علاقة لها بعلم الفلك ^[1][4]. وتذكر قسم الطرائق أن مجموعة التدريب تألفت من صور طبيعية معززة من CIFAR-10 إضافة إلى أشكال هندسية بسيطة، منها الحلقات والأهلّة؛ ويفيد المؤلفون بأن التدريب دون هذه الأشكال لم يُحدث فرقًا يُذكر ^[1].
4. تحقق متقاطع: كما لاءم الفريق أشكالًا هندسية بسيطة على البيانات نفسها، فقاس قطرًا متوسطًا قدره 42.3 ± 1.1 ميكرو ثانية قوسية، وهو متوافق مع 42.2 ± 1.5 المستخلص من الصور ^[1].

ونسب دياكوجياني إلى لاي الفضل في جعل جزء من الذكاء الاصطناعي «يتعلم أثناء إعادة بناء كل صورة»، مسترشدًا بقياسات التلسكوب لتلك الملاحظة بعينها ^[2].

ما حجم الثقب الأسود M87؟

تدل الدراسة الجديدة على كتلة تبلغ 6.5 ± 0.5 مليار ضعف كتلة الشمس، انطلاقًا من حلقة عرضها 42.2 ± 1.5 ميكرو ثانية قوسية ^[1]. وهذا يطابق 6.5 مليار كتلة شمسية المعلنة حين نُشرت الصورة الأولى في 10 أبريل 2019 ^[6].

ما الحلقة بالضبط؟ تصفها ورقة Nature بأنها انبعاث تعرّض لانحناء عدسي ثقالي وانزياح أحمر، صادر من المحيط بالثقب الأسود الهائل المركزي، مع ظل مركزي معتم ^[1]. ووصفت ESO عام 2019 الظل بأنه ناتج عن انحناء الجاذبية للضوء واحتجاز أفق الحدث له ^[6]. ويعتمد حجمه أساسًا على كتلة الثقب الأسود وبُعده، وبهذا تتحول الزاوية المقاسة إلى تقدير للكتلة، «بافتراض معاملات تحجيم اسمية» بحسب عبارة المؤلفين ^[1].

الميكرو ثانية القوسية جزء من مليون من الثانية القوسية، وهي زاوية صغيرة للغاية. ويقع الثقب الأسود على بعد 55 مليون سنة ضوئية، في مركز ميسييه 87، وهي مجرة ضخمة في عنقود العذراء ^[6]. وتذكر الورقة المسافة بأنها 16.8 ميغابارسك ^[1].

وتبدو الحلقة أسطع باتجاه الجنوب أو الجنوب الغربي، وأفضل تطابق مع الصور الاصطناعية من المحاكاة هو ميل يقارب 20 درجة عن النفاث المقترب، وتصفه الورقة بأنه متسق عمومًا مع 17.2 ± 3.3 درجة المستخلصة من ملاحظات راديوية سابقة عند 43 GHz ^[1]. ويفيد المؤلفون بأن اتجاه الحلقة انزاح عكس عقارب الساعة بين 2017 و2018، وهو ما يعزونه إلى تدفق الكتلة المضطرب، وإن كانوا يقولون إن اتجاه 2017 قد يعكس جزئيًا ضعف التغطية في 5 و6 أبريل ^[1].

أما ما لا تفعله الدراسة: فهي لا تقيّد سرعة دوران الثقب الأسود. وتقول الورقة إن أفضل تطابقات الصور تفضّل دورانًا غير صفري، وهو متسق مع تحليلات EHT السابقة، لكنها لا تحدد مقداره ^[1].

ما البيانات التي استخدمتها الدراسة؟

قياسات EHT العامة عند طول موجي 1.3 ملليمتر من ثلاث سنوات من الرصد: 2017 و2018 و2021 ^[1].

وشملت حملة 2017، التي أنتجت الصورة الشهيرة، أربعة أيام رصد (5 و6 و10 و11 أبريل). أما في 2018 و2021 فكان هناك يومان في كل منهما ^[1]. ويبرز الفريق أفضل يوم من حيث الجودة في كل سنة، وهي 11 أبريل 2017 و21 أبريل 2018 و18 أبريل 2021، ويفيد بأنها جميعًا تعطي حلقة مدمجة بمقياس نحو 40 ميكرو ثانية قوسية ^[1].

وللمقارنة، أعاد الفريق أيضًا إنتاج إعادة بناء مرجعية لتعاون EHT باستخدام خط معالجة eht-imaging العام ^[1]. واستخدمت ملاحظات 2017 الأصلية ثمانية تلسكوبات في مواقع مرتفعة منها براكين في هاواي والمكسيك، وأنتج كل تلسكوب نحو 350 تيرابايت من البيانات يوميًا ^[6]. وتشير The Register إلى أن قياسات 2019 جاءت من ثمانية تلسكوبات في مواقع منها تشيلي والولايات المتحدة والقارة القطبية الجنوبية ^[5].

ولاستخدام عدة سنوات أهمية: فمن غير المرجح أن يظهر أثر معالجة بصورة متطابقة في مجموعات بيانات مستقلة، وقد أشار مدير EHT لوران لوينار إلى أن GenDIReCT «يستعيد بنية حلقة M87* عبر عدة سنوات» ^[2].

هل يثبت هذا النسبية العامة؟

إنه يعزز دليلًا مهمًا واحدًا؛ لكنه لا يثبت نظرية بمفرده ^[1][4]. فالحلقة ضوء انحنى وانزاح نحو الأحمر بفعل جاذبية الثقب الأسود، كما تتنبأ النسبية العامة ^[1]. وحين صدرت الصورة الأولى، قال هاينو فالكه، رئيس المجلس العلمي لـ EHT، في بيان ESO إن الظل «شيء تنبأت به النسبية العامة لأينشتاين ولم نره من قبل» ^[6].

وتصف New Scientist النتيجة الجديدة بأنها تأكيد رئيسي لأن النسبية العامة تصف الزمكان حول الثقب الأسود بدقة ^[4]. أما ورقة Nature فأكثر تحفظًا: فهي تؤكد الحلقة وحجمها، وتقارن الصور بمحاكاة لغاز ساخن ممغنط حول ثقب أسود لتقدير زاوية الرؤية ^[1].

ويتقدم العلم جزئيًا عبر فحوص كهذه تجريها فرق صغيرة مستقلة. وقال لوينار: «التحقق المستقل في صميم العملية العلمية، وهو ذو قيمة خاصة لنتائج جديدة بقدر نتائج تلسكوب أفق الحدث» ^[2]. ولمثال آخر على اختبار طرائق جديدة على أسئلة قديمة، راجع Coldest Temperature Ever: 10 Picokelvin in Space Explained، وكذلك Euclid Telescope Data Release: What ESA's New Map Shows.

ما الخطوة التالية في تصوير الثقوب السوداء؟

تقول CSIRO إن الطريقة قد تُطبَّق خارج علم الفلك، بينما يراها تعاون EHT أداة للمجتمع العلمي كله ^[2][3].

• أهداف أخرى: تقول الورقة إن GenDIReCT اختُبرت أيضًا على بيانات EHT للمجرتين النشطتين 3C 279 وCentaurus A، وعلى بيانات اصطناعية لمصفوفتي EHT وngEHT ^[1].
• خارج علم الفلك: يقول تياغاراجان إن التقنية قد تساعد في تحسين التصوير الطبي ورسم خرائط الزلازل؛ وهذه استخدامات محتملة لا مثبتة ^[2][3].
• عدة أدوات أوسع: قال لوينار إن دراسات كهذه «تثري مجموعة الأدوات المتاحة للمجتمع العلمي كله» ^[2].

احذر من مزاعم الذكاء الاصطناعي في التغطية الصحفية. فالذكاء الاصطناعي هنا يساعد في إعادة بناء صورة من قياسات حقيقية؛ ولم يخترع الثقب الأسود. ويشرح How to Tell if an Image or Video Is AI-Generated: Signs, Tools and Limits كيف تكتشف الصور المزيفة فعلًا. وقالت آيفي وونغ إن المشروع «بدأ بحديث بين زملاء مكتب» ^[2].