Fütüristik ‘Yerçekimi Teleskobu’ Uzaylı Dünyaları Dünya Kadar Net Görüntüleyebilir

Noel Arifesi, 1968 — Apollo 8 astronotu Bill Anders, yakında insanlığın evrene bakışını yeniden çerçeveleyecek bir fotoğraf çekti. Öyleydi Dünya’nın bir görüntüsüayın bakış açısı hariç.

Bu resme baktığınızda, turkuaz bir gün doğumu gibi ay ufkunun hemen üzerinde yükselen berrak bir gezegen size bakıyor. Ve bu benzerlik Anders’ın fotoğrafına mükemmel bir isim kazandırdı: “Earthrise.”

zamandan beri Anders atışını yaptı Ay yörüngesindeki bir uzay aracından bilim adamları, Satürn’ün kayalık halkalarının kesinlikle akıllara durgunluk veren resimlerini elde ettiler. Neptün’ün masmavi tonları ve hatta Jüpiter’in turuncu mermer çizgileri — ama bu fotoğraflar evrenimizin gezegensel toplumunun yüzeyini zar zor çiziyor.

Güneş sistemimizin ötesinde yüzen binlerce yabancı dünya daha var, ancak bizden ışık yılı ve ışık yılı uzaklıkta oldukları için insan gözünün önünde saklı kalıyorlar. Teleskoplarımız onların güzelliğini yakalamak için çok uzakta. Sadece olarak ortaya çıkıyorlar bulanık ışık noktaları — eğer ortaya çıkarlarsa.

Ancak yakında, bu bulanık ötegezegenler odak noktasına gelebilir. Salı günü Astrofizik Dergisi’ndeStanford araştırmacılarından oluşan bir ekip, Anders’ın ikonik Earthrise’ına bile rakip olacak kadar net bir şekilde yabancı kürelerin fotoğraflarını teorik olarak çekebilecek fütüristik bir teleskop konseptini özetledi.

Buna “yerçekimi teleskopu” denir.

Çalışmanın yazarlarından Bruce Macintosh, “Bu teknolojiyle, 100 ışıkyılı uzaklıkta bulunan ve Apollo 8’in Dünya’nın resmiyle aynı etkiye sahip bir gezegenin fotoğrafını çekmeyi umuyoruz.” bir açıklamada söyledi. Macintosh, Stanford Üniversitesi’nde fizik profesörü ve Kavli Parçacık Astrofiziği ve Kozmoloji Enstitüsü müdür yardımcısı.

Araştırmacılar, teleskopun yerçekimsel mercekleme adı verilen zihin bükme fenomeninden yararlanarak çalışacağını söylüyor.

Yerçekimi merceklemesi? Bu da ne?

Özetle, kütleçekimsel merceklenme, ışığın yıldızlardan yayılan veya diğer uzay nesneleri, süper kütleli, yerçekimsel olarak yoğun bir kozmik gövdenin yanından geçerken bükülür ve bozulur.

Bunun olmasının nedeni, ilk olarak 1900’lerin başında Albert Einstein tarafından önerilen köklü bir yerçekimi teorisi olan genel görelilik nedeniyledir. Genel göreliliği çok derinlemesine incelemeyeceğiz, çünkü bu, epeyce beyin yakan fizik gerektirir, ki bunu başka bir zamana saklayacağım.

Kütleçekimsel mercekleme için, genel göreliliğin uzay ve zamanın dev bir kalıplanabilir kumaş parçası gibi birbirine bağlı olduğunu öne sürdüğünü bilmeniz yeterlidir. Bu kumaş, giysileriniz gibi bükülebilir ve bükülebilir ve temelde bunu içinde bir nesne olduğunda yapar.

Galaksi kümeleri onu başka hiçbir şey gibi bükemez, kara delikler çok fazla büker, Dünya biraz büker, ay biraz büker ve siz bile ufacık bir şekilde bükersiniz. Her şey onu çarpıtır, ancak nesne ne kadar büyükse, o kadar fazla çarpıklık elde edersiniz.

Ve kütleçekimsel mercekleme için daha da önemlisi, ışık bu eğriliklerden birinden geçtiğinde, bir tür büyüteç etkisi yaratılır. Normalde, gökbilimciler bu etkiyi en çarpık alanlarda – genellikle galaksi kümeleri – uzaktaki nesneleri bir tür “büyütmek” için kullanırlar. Yerçekimi mercekleme, onlara baktıkları şeyin çok daha iyi bir resmini verir.

Yerçekimi teleskopu konsepti aynı fikirle çalışır, ancak birkaç değişiklikle.

Yerçekimi teleskopu özellikleri

İlk fark, araştırmacıların, olağan gökada kümesi yerine yerçekimi teleskobunun çözgü kaynağı olarak kendi güneşimizi kullanmayı önermesidir. İkincisi, yerçekimi teleskopu, Sherlock Holmes tarzı kesintiye benzer fazladan bir adım gerektirir.

Makaleye göre, cihaz önce güneşe çarpık dış gezegenin ışığını (standart kütleçekimsel mercekleme malzemesi) yakalayacak, ancak daha sonra, teleskopun sözde güneş kütleçekimsel merceği bu ışık verilerini geriye doğru çalışmak ve ötegezegenin gerçekte nasıl göründüğünü yeniden oluşturmak için kullanacak. ilk yer.

Ta-da.

Bunun nasıl çalışacağını göstermek için araştırmacılar, Dscovr uydusu tarafından çekilen mevcut Dünya görüntülerini kullandılar. Bu uzay aracı, gezegenimiz ve güneş arasında oturuyor, bu yüzden teorik bir yerçekimi teleskop testi için oldukça mükemmel.

Ekip, Güneş’in kütleçekimsel mercekleme etkileri aracılığıyla Dünya’nın nasıl görüneceğini görmek için bir bilgisayar modeli aracılığıyla gezegenimizin görüntülerini çalıştırdı. Ardından, ışığı “bükmek” veya ışığı açmak için bir algoritma geliştirdiler ve kullandılar ve yeniden yapılandırma sürecini başlattılar.

Kısacası işe yaradı.

Kavli Parçacık Astrofiziği ve Kozmoloji Enstitüsü’nde doktora öğrencisi ve çalışmanın ortak yazarı Alexander Madurowicz, “Güneş tarafından bükülen ışığın bükülmesiyle, sıradan bir teleskopun çok ötesinde bir görüntü oluşturulabilir” dedi. ifade. “Bu, gezegen atmosferlerinin ayrıntılı dinamiklerinin yanı sıra, şu anda araştırmamızın hiçbir yolu olmayan bulutların ve yüzey özelliklerinin dağılımlarının araştırılmasına izin verecek.”

“Bilimsel potansiyel henüz keşfedilmemiş bir gizem çünkü henüz var olmayan bu yeni gözlem yeteneğini açıyor.”

Takımın yerçekimi merceğini kullanmadan, bir ötegezegenin süper net bir resmini çekmek için Dünya’dan 20 kat daha geniş bir teleskoba ihtiyacımız olacak – ancak takım yerçekimi merceğiyle Hubble boyutunda bir teleskopun yapacağını söylüyor.

Büyük bir uyarı var

Bunların herhangi birinin çalışması için yerçekimi teleskopunun güneşten Plüton’dan en az 14 kat daha uzakta olması gerekir. Evet.

Ve çalışmanın yazarları, yaklaşık 100 yıllık seyahat süreleriyle “geleneksel ve mevcut roket teknolojisi ile aşırı sabır gerektireceğini” veya bir güneş yelkeni gibi daha büyük kalkış hızı elde etmek için tahrikte ilerlemeler gerekeceğini” yazıyor.

Başka bir deyişle, yerçekimi teleskobunu olmamız gereken yere getirmek yaklaşık bir yüzyıl alacaktı. Güneş yelkenleri, Bunun gibipotansiyel olarak seyahat süresini 20 veya 40 yıla kadar azaltabilir, ancak güneş yelkenleri normal kullanımdan oldukça uzaktır.

Yine de araştırmacılar, bir gün muhteşem ötegezegen fotoğrafları çekmenin daha büyük sonuçları tarafından yönlendirildiklerini söylüyorlar. Örneğin, dünya dışı yaşamın kanıtını bulma arayışına büyük fayda sağlayabilir.

Macintosh, “Bu, diğer gezegenlerde yaşam olup olmadığını keşfetmenin son adımlarından biri” dedi. “Başka bir gezegenin fotoğrafını çekerek, ona bakabilir ve muhtemelen ormanlar olan yeşil renk örnekleri ve okyanuslar olan mavi lekeler görebilirsiniz – bununla, onun yaşamı olmadığını iddia etmek zor olurdu.”

Ve amatör gezegen hayranlarıma gelince, bir dış gezegenin fotoğrafını izlemenin varoluşsal bakış açımızı değiştireceğini düşünüyorum – Earthrise’ın bir zamanlar insanlık için yaptığı gibi.

Şimdi bile, Dünya’nın Doğuşu’na bakmak kuşkusuz bizde tuhaf bir duygu uyandırıyor; temelde devasa, yuvarlak bir gemiyle evrende seyahat ettiğimize dair bir inançsızlık duygusu.

Evrendeki diğer tüm devasa, yuvarlak gemilere bir göz attığımızda ne hissedeceğiz?