Чего ожидать от великой астрономической революции – фундаментальные науки

Автор: Тьяго Гонсалвес

Обещания телескопов, которые представляют себя

*

Мы находимся на пороге революции в нашем понимании Вселенной. В течение следующих 10 лет мы увидим открытие телескопов и обсерваторий, которые позволят нам видеть дальше и более подробно. Но даже с новыми глазами наука не просто работает с данными – она ​​использует модели и теории. И именно на основе исследований строятся инструменты, подтверждающие предложенные модели.

Чтобы понять, как работает этот процесс, возьмем пример телескопа Джеймса Уэбба, обещанного в середине прошлого десятилетия. С новыми камерами и зеркалом диаметром 6,5 метра, что на 4 метра больше революционного телескопа Хаббл, он был разработан для наблюдения за первыми галактиками во Вселенной. Если мы вспомним, что свет имеет конечную скорость, мы можем сделать вывод, что чем дальше находится объект, тем больше времени требуется свету, чтобы достичь нас, и тем старше наблюдаемый объект. Хаббл, который переписывал астрономию за последние 30 лет, сыграл решающую роль в установлении рекордов, но он не достиг первых звезд, первых галактик. Несколько моделей предсказывают характеристики этих космических окаменелостей, но без данных невозможно определить, какая из них верна.

Это будет Джеймс Уэбб, с которым мы не только сможем увидеть первое поколение звезд во Вселенной, но также найти наши космические истоки и попытаться понять, как все это началось. Но не только. Он также сможет исследовать атмосферы планет вокруг звезд, отличных от Солнца. В последние годы мы открыли тысячи планет, многие из которых похожи на Землю, просто путем измерения уменьшения светимости звезды. проходит перед ним.

Открытие жизни намного труднее. Одной из основных стратегий было бы измерение изменения света звезды, когда она проходит через атмосферу планеты. Для этого потребуется телескоп огромной чувствительности – и снова Джеймс Уэбб может возглавить это открытие.

И он не придет один. К 2029 году будут открыты три колоссальных телескопа: Magalhães Gigante, 24 метра в диаметре; Тридцать метров (точное название) и Чрезвычайно большой европейский с впечатляющим диаметром 39 метров. (Сегодня самый высокий в мире – 10 метров.)

Вместе эти наземные обсерватории смогут сопровождать космические открытия, предлагая такие подсказки, как движение звезд или химический состав первых галактик, помогая понять физические процессы, которые привели к первому поколению структур в космосе. Однако при создании новых инструментов мы должны быть открыты к тому, чего не ожидаем найти – это такая случайность.

Александр Флеминг и Генри Беккерель, ответственные за открытие пенициллина и радиоактивности, иллюстрируют положительный сюрприз неожиданного. Для обоих прогресс пришел случайно, хотя и в результате техник, с которыми они уже работали, – и оба были проницаемы для свидетельств, которые в то время были за гранью понимания.

То же самое можно сказать и о Фрице Цвикки, который открыл темную материю в 1930-х годах. Однако его исследования были дискредитированы его коллегами, и темная материя не воспринималась всерьез до 1970-х годов, с Верой Рубин.

Другим астрономам повезло больше. Арнольд Пензиас и Роберт Уилсон впервые наблюдали космическое фоновое излучение (подтверждение наблюдения Большого взрыва); Джоселин Белл и ее руководитель Энтони Хьюитт открыли пульсары, энергичные остатки мертвых звезд; группы во главе с Адамом Риссом, Брайаном Шмидтом и Солом Перлмуттером увидели первые свидетельства темной энергии. Вся эта работа привела к непредсказуемым результатам, и все они получили Нобелевскую премию.

В технологической революции важно сохранять непредвзятость. Новые телескопы смогут наблюдать невиданные ранее явления, а ученым придется ждать неожиданного.

*

Тьяго Гонсалвеш – астроном из Observatório do Valongo / UFRJ и научный руководитель.

Подпишитесь на рассылку новостей Serrapilheira, чтобы следить за последними новостями института и блога Ciência Fundamental. У вас есть предложенная повестка дня? Узнайте, как сотрудничать здесь.

Back to top button