Camera care ne va transforma înțelegerea universului / cosmos

Există un mister în inima fizicii. Cu două decenii în urmă, în 1998, cosmologii au descoperit că universul nu se extinde doar - o descoperire a secolului al XX-lea - dar că rata la care se extinde devine mai rapidă.

Nu asta se așteptau să găsească, dar a făcut un sens. Dacă expansiunea universului se accelerează, trebuie să existe o cauză; fără să știe exact ce a fost, fizicienii au numit-o "energie întunecată". În teorie, energia întunecată interacționează prin gravitate, se răspândește omogen prin univers și nu este deosebit de densă. Dacă totalizați toate forțele care alcătuiesc universul, ar reprezenta 68,3% din materie și energie.

Contribuiți la energia întunecată și la anumite teorii ale fizicii începeți să faceți clic. Ajută la explicarea ratei în care galaxiile se rotesc și dezvăluie o epocă mai sensibilă a universului - fără energie întunecată, oamenii de știință au descoperit că unele stele erau presupuse a fi mai vechi decât universul ca întreg. Dar aproape 20 de ani după această descoperire, fizicienii știu încă puțin despre asta. Pentru a afla mai multe, oamenii de stiinta de la zeci de institutii din 23 de tari au lucrat impreuna pentru a crea Telescopul Marelor Surveon Sinoptice, o camera digitala giganta care are puterea de a surprinde lumina a cateva miliarde de galaxii slab, la milioane de ani lumina distanta.

"Toate telescoapele existente cu aparate de fotografiat au fost construite înainte de descoperirea energiei întunecate", a spus Paul O'Connor, cercetător principal la Laboratorul Național Brookhaven. "Ne asteptam ca LSST sa ghideze intregul cer si sa afle unde a fost ascunsa toata materia intunecata." O'Connor lucreaza la senzorii de camera de proiect de mai bine de zece ani si la festivalul Total Eclipse al Atlas Obscura duminica, el a explicat cum telescopul, atunci când acesta intră în funcțiune pe un munte din Chile, ar putea transforma înțelegerea fundamentală a universului.

Timp de milenii, oamenii de știință și cercetători au privit cerul nocturn și au înregistrat impresiile cu cea mai bună tehnologie disponibilă. Începând cu secolul al XIX-lea, * odată cu apariția fotografiei, astronomii au început să realizeze fotografii ale stelelor și ale altor fenomene celeste; în 1851, un daguerreotipist, Johann Julius Berkowski, a făcut prima fotografie a unei eclipse solare. În anii 1920, Edwin Hubble a folosit cel mai mare telescop al lumii pentru a stabili că nebuloasele spirale erau alte galaxii întregi, la milioane de ani lumină distanță de a noastră. Înțelegerea umană a spațiului sa schimbat; am văzut pentru prima dată dimensiunea spațiului gol ", punctat de aceste ansambluri de stele în formă de disc, sute de miliarde de stele, care sunt galaxiile", așa cum o pune O'Connor.

În anii 1970, oamenii de știință de la Bell Labs au creat o tehnologie care folosea un "dispozitiv cu cuplaj încărcat" pentru a capta lumini ca imagini digitale. În 1981, astrophotograful Jim Gunn a folosit o cameră CCD pentru a crea o imagine de 500 până la 500 de pixeli a unui cluster stele slab. El a numit camera ca un "dispozitiv aproape perfect". Aceeași tehnologie, rafinată, este ceea ce a dat naștere la revoluția camerelor de calitate pentru consumatori și ne-a dat imaginile uluitoare ale universului capturate de Telescopul Hubble și alte instrumente. Astăzi, există zeci de telescoape uriașe, cu camere CCD de top. Întrebarea pentru echipa care construiește LSST, spune O'Connor, este: "De ce ne confruntăm cu dificultatea de a construi un altul?" Ce va face LSST că camerele existente nu vor?

Dacă te-ai uitat în sus la cer într-o noapte întunecată, ai putea vedea 2500 de stele cu ochii tăi umani. LSST va vedea un miliard de stele, a spus O'Connor acest weekend, iar stelele respective vor fi depășite de galaxii îndepărtate, de la trei la unu. Câmpul de vedere al camerei este de zece grade pătrat - aproximativ mărimea unui ban, ținut până la cer. "Fiecare fotografie pe care o luam de acea dimensiune a cerului ne face un alt milion de galaxii", a spus O'Connor.

Una dintre sarcinile LSST este de a studia cât mai multe dintre aceste galaxii, pe cât de largă zonă a cerului, pe cât posibil.

Când LSST intră în funcțiune, care este programată pentru 2020, va petrece un deceniu scanând cerul din nou și din nou. Peste aproximativ 3.000 de nopți, instrumentul va scana și va captura fiecare patch de cer de o mie de ori. "Chiar vom face un film despre univers", a spus O'Connor. LSST a fost conceput special pentru a face acest lucru posibil - are un câmp vizual relativ larg, poate scana rapid fiecare secțiune mică a cerului și poate privi adânc în adâncurile universului, pentru a capta cele mai slabe și mai îndepărtate galaxii.

Cu ajutorul informațiilor colectate, cosmologii speră să înceapă să înțeleagă mai bine energia întunecată, forța care determină aceste galaxii îndepărtate să se accelereze de la noi într-un ritm tot mai mare. Această linie de anchetă are potențialul de a transforma domeniul fizicii. "Accelerarea universului este, împreună cu materia întunecată, fenomenul observat care demonstrează cel mai direct că teoriile noastre despre particulele fundamentale și gravitația sunt fie incomplete sau incorecte", a scris Dark Energy Task Force în 2006. Privind la aceste galaxii îndepărtate și înțelegând mai mult despre modul în care se mișcă, oamenii de știință pot să deblocheze adevăruri fundamentale despre natura timpului, a spațiului, a materiei și a forțelor care țin împreună lumea noastră, care până acum au scăpat de înțelegerea noastră.

Acesta este motivul pentru care construiesc LSST. Unul dintre motive, cel puțin.

*Corecţie: O versiune anterioară a acestei povestiri a dat secolul greșit pentru apariția fotografiei. Prima fotografie a fost făcută la începutul secolului al XIX-lea, nu în secolul al XVIII-lea.