Vlad Krasen
0 
3207
840
45-letni teleskop otrzyma zaawansowane technologicznie ulepszenie, które umożliwi mu poszukiwanie odpowiedzi na najbardziej kłopotliwe pytania astronomii, w tym istnienie ciemnej energii, hipotetycznej niewidzialnej siły, która może napędzać ekspansję wszechświat.
Teleskop Nicholasa U. Mayalla w Arizonie został zamknięty na początku tego tygodnia, aby przygotować się do instalacji 9-tonowego urządzenia, które będzie zawierało 5000 robotów wielkości ołówka wycelowanych w czujniki światłowodowe w odległe galaktyki.
Co 20 minut obracające się roboty przestawią się, aby umożliwić instrumentowi - zwanemu Instrumentem Spektroskopowym Ciemnej Energii (DESI) - uchwycenie nowej części nieba. Dziesięć niezwykle potężnych instrumentów zwanych spektrografami przeanalizuje następnie światło z odległych obiektów przechwyconych przez czujniki i stworzy to, co zostało opisane jako największa i najbardziej szczegółowa mapa 3D wszechświata do tej pory. [18 największych nierozwiązanych tajemnic w fizyce]
„Zaczęliśmy od koncepcyjnego projektu instrumentu w 2010 roku” - powiedział w oświadczeniu Joseph Silber, inżynier projektu z DESI, który pracuje w Lawrence Berkeley Laboratory na Uniwersytecie Kalifornijskim. „Opiera się na nauce, która została przeprowadzona na instrumencie do spektroskopii oscylacji barionowej (BOSS). Ale wszystko jest robione, a nie ręcznie”.
Instrument BOSS w Obserwatorium Apache Point w Nowym Meksyku zawiera 1000 światłowodów, które mogą wykrywać sygnały świetlne z najciemniejszych i najbardziej odległych galaktyk. W przypadku DESI inżynierowie wykorzystali pięć razy więcej włókien. Naukowcy z BOSS muszą używać metalowych płytek ze starannie wywierconymi otworami, aby skierować światłowody w stronę celu. Dla każdej części nieba, którą chcą sfotografować, inżynierowie muszą stworzyć nowe płyty i zamontować je na teleskopie. W przypadku DESI roboty wykonają całą ciężką pracę, znacznie zwiększając szybkość skanowania - stwierdzili naukowcy..
„Istnieje 5000 pojedynczych robotów, a każdy z nich obsługuje jedno włókno światłowodowe” - powiedział Silber. „Światłowód jest następnie kierowany około 50 metrów [około 164 stóp] w dół teleskopu do oddzielnego pomieszczenia, w którym zainstalowane są te bardzo duże i czułe przyrządy spektrograficzne”.
Mierząc, jak zmienia się długość fali światła pochodzącego z odległych galaktyk (lub dowolnego obiektu niebieskiego), naukowcy będą w stanie dowiedzieć się, jak daleko się znajdują i jak szybko galaktyki się oddalają. Kiedy obiekt oddala się od nas, jego światło przesuwa się w kierunku czerwonej części widma światła (dłuższej fali) i dlatego nazywa się to przesunięciem ku czerwieni.
Skala i złożoność mapy pomoże naukowcom zrozumieć, w jaki sposób ciemna energia i grawitacja współzawodniczyły w ewolucji wszechświata. Ciemna energia to jeszcze nie udowodniona siła, która konkuruje z grawitacją i powoduje przyspieszenie rozszerzania się wszechświata. Szacuje się, że ciemna energia stanowi do 68 procent całkowitej energii obecnej we wszechświecie.
Czułość instrumentu pozwoli astronomom zobaczyć galaktyki tak odległe, że ich światło podróżuje na Ziemię przez wiele miliardów lat. Naukowcy powiedzieli, że instrument, patrząc na to, jak długo zajmuje światło, aby do niego dotrzeć, pozwoliłby im spojrzeć wstecz aż 11 miliardów lat temu. [Nasz rozszerzający się wszechświat: wiek, historia i inne fakty]
„Jednym z głównych sposobów, w jaki dowiadujemy się o niewidocznym Wszechświecie, jest jego subtelny wpływ na skupianie się galaktyk” - powiedział Daniel Eisenstein, współ-rzecznik prasowy DESI Collaboration z Uniwersytetu Harvarda. „Nowe mapy DESI zapewnią wyjątkowy nowy poziom wrażliwości w naszych badaniach kosmologii”.
Według Brenny Flaugher, naukowca projektu DESI, który kieruje Departamentem Astrofizyki w Narodowym Akceleratorze Fermi, podczas planowanych pięciu lat działania DESI będzie mierzyć prędkości około 30 milionów galaktyk i kwazarów - supermasywnych czarnych dziur otoczonych dyskiem z orbitującej materii. Laboratorium.
„Zamiast jednej na raz, możemy mierzyć prędkości 5000 galaktyk na raz” - powiedziała.
Instrument, powstały we współpracy 71 instytutów badawczych, wychwyci około 10 razy więcej danych niż jego poprzednik BOSS.
„W tym projekcie chodzi o generowanie ogromnych ilości danych” - powiedział dyrektor DESI Michael Levi z Departamentu Energii Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab), które kieruje projektem. Naukowcy wykorzystają te dane w komputerowych symulacjach wszechświatów.
Silber i jego zespół wyprodukowali już 3000 robotów pozycjonujących i zainstalowali je w płatkach w kształcie klina, które zostaną osadzone w płaszczyźnie ogniskowej instrumentu. Sześć soczewek DESI jest obecnie poddawanych końcowej obróbce w University College London i zostaną wysłane do USA tej wiosny, aby można było rozpocząć instalację komponentów.
DESI ma przeprowadzić pierwsze pomiary wiosną 2019 r.