دستگاهی شبیه به گلبرگ های گیاهان که ممکن است برای کشف سیارات شبیه به زمین به ما کمک کند
متن سخنرانی :
جهان هستی مملو از سیاره هاست دلم می خواهد که ما در ده سال آینده یک تلسکوپ فضایی بسازیم که قادر باشد تصویری از زمین دیگری را در اطراف یک ستاره یا شیء دیگری پیدا کند و اینکه زندگی در آن هست و یا خیر. من و همکاران در آزمایشگاه «جِی پی اِل» ناسا پرینستون درحال کار بر روی یک تکنولوژی هستیم که در سالهای آینده قادر به انجام چنین کاری خواهد بود. در حال حاضر اخترشناسان اعتقاد دارند که هر ستاره در کهکشان، یک سیاره دارد آنها حدس می زنند که حداکثر یک پنجم از ستاره ها یک سیاره مانند زمین دارند که احتمالا زندگی در آنها امکان پذیر خواهد بود. ولی تا کنون هیچکدام از آنها را ندیده ایم تنها آنها را بطور غیر مستقیم شناسایی کرده ایم.این تصویر مشهور ناسا از یک نقطه آبی کم سو می باشد که توسط سفینه فضایی ویجر در سال ۱۹۹۰ گرفته شد وقتی که آن را در حال خروج از منظومه شمسی برگرداندند تا از سیاره زمین عکس بگیرد از فاصله شش میلیارد کیلومتری. من میخوام از این عکس استفاده کنم بعنوان نمونه یک سیاره زمین مانند در اطراف یک ستاره دیگر
چرا تا حالا این کار را نکردیم؟ چرا این کار سخته؟ برای اینکه متوجه بشیم تلسکوپ فضایی هابل را تصور کنید آن را برگردانیم و انتقال بدیم به مدار مریخ ما تصویر مشابه این را خواهیم دید تصویر کمی تار از زمین، چون این یک تلسکوپ نسبتا کوچیک است در مدار مریخ. حالا بیایید به فاصله ده برابر دورتر برویم. در اینجا ما در مدار اورانوس قرار گرفته ایم. تصویر کوچکتر شده، جزئیات وضوح کمتری دارند. ما هنوز می تونیم ماه کوچک را ببینیم، ولی بیایید باز هم به فاصله ده برابر دورتر برویم. اینجا ما در لبه منظومیه شمسی هستیم، در کمربند کویپر در این حالت دیگر قابل تشخیص نمی باشد این همان نقطه آبی کم سوی کارل سگان است ولی بیاید دوباره ده برابر دورتر برویم. اینجا در میان ابر اورت هستیم، خارج از منظومه شمسی و می بینیم که خورشید وارد میدان دید می شود و جای سیاره را می گیرد یک بار دیگر، ده برابر دورتر. حالا در آلفا قنطورس (رجل قنطورس) قرار داریم نزدیک ترین ستاره و همسایه ما و سیاره (زمین) محو شده اند تنها چیزی که می بینیم یک پرتو نور بزرگ از ستاره است که ۱۰ میلیون بار درخشانتر از سیاره است که باید در آن دایره کوچک قرمز رنگ قرار داشته باشد. این چیزی است که ما میخواهیم ببینیم. به این خاطر این کار بسیار سخت است. نور ستاره شکسته شده پیدا کرده است. در داخل تلسکوپ پراکنده می شود، و آن تصویر بسیار درخشان را پدید می آورد. این اثر سیاره را محو می کند.
در نتیجه برای دیدن سیاره، باید کاری برای آن همه نور انجام دهیم. باید از شر آن خلاص شویم. من همکاران زیادی دارم که دارن روی تکنولوژیهای بسیار شگفت انگیزی کار می کنند که این کار را انجام می دهند، ولی من امروز میخواهم در مورد یکی از آنها براش ما صحبت کنم که به نظر من از همه جالبتر است، و به احتمال خیلی زیاد ممکن است ما را به یک زمین دیگر برساند در دهه آینده
این ایده اولین بار توسط لایمن سپیتزر ارائه شد پدر تلسکوپ های فضایی، در سال ۱۹۶۲ او ایده اش را از یک کسوف الهام گرفت. همه شما آن را دیده اید. یک خورشید گرفتگی است. ماه در مقابل خورشید قرار گرفته است. و اکثر نور را سد کرده است بنابر این ما می توانیم تاج کم نور را در اطراف آن ببینیم. این مشابه آن است که من انگشت شست خود را بالا بیاورم و جلوی نور آن نورافکن را که مستقیم وارد چشم من می شود بگیرم، میتونم شما رو توی اون ردیف عقب ببینم. خوب، چه اتفاقی دارد میفتد؟ خوب، ماه یک سایه بر روی زمین می اندازد، ما یک تلسکوپ یا یک دوربین را در آن سایه قرار می دهیم، و به خورشید نگاه می کنیم، و در این حالت اکثر نور ها حذف شده اند و ما می تونیم پرتو ضعیف را ببینیم، ساختار عالی تاج. پیشنهاد سپیتزر این بود که ما همین کار را در فضا انجام دهیم. ما یک صفحه بزرگ می سازیم، آن را به فضا می فرستیم، آن را در مقابل ستاره قرار می دهیم، اکثر نور رها را از این طریق سد می کنیم، یک تلسکوپ فضایی هم به سایه ای که آن صفحه ایجاد کرد می فرستیم، و همین، می تونیم سیاره را ببینیم. خوب اون باید یه همچین شکلی داشته باشد. این همان صفحه بزرگ می باشد، و اینجا هیچ سیاره ای نیست، بخاطر اینکه متاسفانه این ایده خوب کار نمی کند، بخاطر اینکه نور بصورت امواج حرکت می کند و موج ها در اطراف صفحه منکسر(خمیده) می شوند همون اتفاقی که در تلسکوپ ها می افتد. مانند شرایطی که در یک جریان، آب در مجاورت سنگ خمیده می شود، و آن نورهای خمیده شده سایه را از بین می برند. این یک سایه خیلی بد است. و ما نمی توانیم سیاره ها را رصد کنیم.
ولی در واقع سپلیتز جواب را می دانست. اگر ما بتوانیم لبه ها را بصورت پر در بیاوریم، لبه ها را ملایم تر کنیم در نتیجه می توانیم انعکاس نور را کنترل کنیم. و در نهایت می توانیم سیاره را رصد کنیم، و در طی ده سال گذشته ما دست یافتیم به بهترین راه حل برای این کار اون یه همچین شکلی داره ما بهش میگیم گلبرگ سایه ستاره. اگر ما لبه های این گلبرگ را دقیقا درست بسازیم، و شکل آن را کنترل کنیم می توانیم انکسار نو را نیز کنترل کنیم، و حالا یک سایه عالی داریم. این تصویر در حدود ده میلیون بار کم نور تر از حالت قبلی می باشد، و ما می توانیم پرتو سیاره ها را ببینیم درست مانند تصویر. البته که اون باید بزرگتر از انگشت شست من باشد. ابعاد اون گلبرگ حدود نصف زمین فوتبال می باشد و باید در فاصله ۵۰ هزار کیلومتری تلسکوپ مستقر شود و تلسکوب باید دقیقا در سایه ان نگه داشته شود. و بعد از آن ما می توانیم سیاره ها را ببینیم.
این کار به نظر دشوار می آید، ولی مهندسان باهوش، همکاران من در «جِی پی اِل» موفق خواهند شد طراحی شگفت آوری انجام دهند که از پس این کار برآید. و شبیه این خواهد شد. دور یک توپی پیچیده می شود از تلسکوپ جدا می شود. گلبرگها جدا می شوند، باز می شوند، تلسکوپ می چرخد. شما خواهید دید که می چرخد و دور می شود و در فاصله ۵۰ هزار کیلومتری از تلسکوپ قرار می گیرد. و در جلوی ستاره جای می گیرد دقیقا مانند این، یک سایه عالی ایجاد می کند و ما سیاره ها را می بینیم که دور آن می چرخند. (تشویق حاضران) متشکرم.
این علمی تخیلی نیست. ما طی ۵، ۶ سال گذشته روی آن کار کرده ایم. تابستان گذشته، یک آزمایش بسیار عالی انجام دادیم در «نورثرپ گرامَن» در کالیفورنیا آنها چهار تا گلبرگ هستند این یک صفحه سایه ستاره در مقیاس کوچک می باشد. این درست به اندازه نصف آن است که الان ملاحظه کردید. شما باز شدن گلبرگ ها را خواهید دید. آن چهار گلبرگ توسط چهار دانشجوی دوره کارشناسی ساسخته شدند که تابستان یک دوره کارآموزی را در «جِی پی اِل» می گذراندند. حالا می بینید که باز می شود گلبرگ ها باید بچرخند تا در موقعیت خود قرار بگیرند پایه آن گلبرگ ها هر دفعه باید در یک موقعیت خاص قرار گیرد با دقت یک دهم میلیمتر ما این آزمایش را ۱۶ بار انجام دادیم، و هر ۱۶ بار آن در موقعیت درست قرار گرفت در یک دهم میلیمتر این کار باید خیلی دقیق انجام گیرد، ولی اگر بتوانیم این کار را انجام دهیم، اگر بتوانیم این تکنولوژی را بسازیم، اگر بتوانیم آن را به فضا بفرستیم، شما ممکن است همچین تصویری را ببینید. اون تصویر یکی از نزدیک ترین ستاره های همسایه ماست که توسط تلسکوپ فضایی هابل گرفته شده است. اگر ما بتوانیم تلسکوپ فضایی مشابهی داشته باشیم کمی بزرگتر، آن را آنجا قرار دهیم، یک صفحه پوشاننده نور مقابل آن قرار دهیم، چیزی که ممکن اس ببینیم مشابه این است-- آن یک پرتره خانوادگی از منظومه شمسی ماست --- ولی نه مال ما ما امیدواریم که اون منظومه شمسی دیگران باشد که از طریق صفحه پوشاننده نور دیده می شود، از طریق یک صفحه سایه ستاره ای مانند آن. شما می توانید مشتری را ببینید، شما می توانید زحل را ببینید، اورانوس، نپتون، و دقیقا در مرکز، کنار نور باقی مانده آن نقطه آبی کم سو، زمنی. ما میخواهیم آن را ببینیم، ببینیم اگه آبی وجود دارد، اکسیژن، ازون، چیزهایی که میتونن به ما بگن آن سیاره قابل سکونت است.
به نظر من این نزدیک ترین احتمال علمی است. این دلیلی است من دارم این کار را انجام می دهم بخاطر اینکه فکر می کنم اون میتونه دنیا رو عوض کنه. اون میتونه همه چیز رو عوض کنه وقتی که بتونم اون رو ببینیم.
متشکرم.
(تشویق حاضران)
