تلسکوپ جدید ممکن است بتواند مبدا جهان هستی را برای ما آشکار کند
متن سخنرانی :
زمانی که ۱۴ سال داشتم، به علومعلاقه مند بودم-- مجذوب آن بودم و برای آموختن اشتیاق داشتم. و در دبیرستان یک معلم علوم داشتیم کههمیشه میگفت، "دخترها لازم نیست به درس گوش کنند."دلگرم کننده بود، بله.
(خنده)
من تصمیم گرفتم که گوش نکنم--ولی تنها به همان یک درس.
خوب، اجازه دهید شما را به رشته کوه آنددر شیلی ببرم، ۵۰۰ کیلومتر، ۳۰۰ مایل در شمال شرق سانتیاگو جایی بسیار دورافتاده، خشک و بسیار زیبا است و چیز زیادی در آنجا وجود ندارد. در آنجا کرکسها و رطیلها زندگی میکنند، و شب هنگام، زمانی که روشناییبه تیرگی میگراید، یکی از تاریک ترین آسمانهای زمینپدیدار میشود. کوهستان، مکانی جادویی است. آنجا ترکیب بی نظیری از قلهای دورافتاده و تجهیزات بسیار پیچیده وجود دارد.
و نیاکان ما، تا آنجا که تاریخ ثبت شدهای وجود دارد، در حال نگریستن به آسمان شب و تعمق در منشاآفرینش بودهاند. و نسل ما، به هیچ وجه از آنها مستثنا نیست. تنها مشکل اینجا است که در زمان ما آسمان شب با نور خیره کننده شهرهامسدود شده است. و بنابراین، ستاره شناسان برای مشاهده ومطالعه کیهان به این قلههای بسیار دورافتاده میروند. پس تلسکوپها پنجرههای ما به سویکیهان هستند.
ابدا اغراق نیست اگر بگوییم کهنیم کره جنوبی آینده اختر شناسی در قرن ۲۱ام است. هم اکنون دستهای تلسکوپ در رشته کوه آند در شیلی موجود هستند، و به زودی تلسکوپهای جدیدی با تواناییهایهیجان انگیز به آنها افزوده خواهند شد. دو گروه بینالمللی تلسکوپهای عظیم رانصب خواهند کرد که مانند چشمان ما،به امواج نور حساس هستند. تلسکوپهای تحقیقاتی وجود خواهند داشت که هر چند شب یک بار آسمان رارصد خواهند کرد. تلسکوپهای رادیویی در آنجا خواهند بود، که به امواج رادیویی با طول موج بالاحساس هستند. و در نهایت، تلسکوپی در فضا قرار خواهد گرفت که جانشین تلسکوپ هابل خواهد بود؛ و نام آن تلسکوپ جیمز وب است، و در سال ۲۰۱۸ ارسال خواهد شد. ماهوارهای به نام TESS برای کشف سیارههای خارج از منظومه شمسیارسال خواهد شد.
در ده سال گذشته، من رهبری گروهی رابر عهده داشتم-- یک کنسرسیوم-- گروهی بین المللی، برای ساخت چیزی که در نهایت بزرگترین تلسکوپ نوری موجود خواهد بود. نام آن تلسکوپ عظیم ماژلان و یا به اختصارGMT است. این تلسکوپ آینههایی با قطر ۸/۴ مترخواهد داشت-- هر کدام از آینهها. تقریبا معادل ۸ فوت است. بنابراین از صحنه اینجا بزرگتر خواهد بود--شاید تا ردیف چهارم برسد. هر کدام از هفت آینه این تلسکوپ تقریبا به قطر ۸ متر خواهند بود. که روی هم رفته، قطر تلسکوپ متشکل ازاین هفت آینه ۲۴ متر خواهد بود. خوب، در واقع به اندازه کل این سالن. کل تلسکوپ تقریبا ۴۳ متر ارتفاع خواهد داشت، و دوباره، از آنجا که در ریو هستیم، بعضی از شما مجسمه عظیم مسیح را دیدهاید. از نظر ارتفاع ابعاد آن قابل مقایسه است؛ البته، کمی از تلسکوپ کوتاهتر است. از نظر ابعاد با مجسمه آزادیقابل مقایسه است. و قرار است در محفظهای با ۲۲ شبکه قرار بگیرد-- به ارتفاع ۶۰ متر. اما ساختمان غیر معمولی برای حفاظت ازتلسکوپ است. پنجرهای گشوده به آسمان خواهد داشت، تا قادر باشد به سمت آسمان قرار گرفته وبه آسمان نگاه کند، و در واقع برروی پایه چرخش میکند. یک ساختمان ۲٫۰۰۰ تنی چرخان.
وضوح تلسکوپ عظیم ماژلان ۱۰ برابر تلسکوپ فضایی هابل خواهد بود. ۲۰ میلیون بار از چشم انسان حساس ترخواهد بود. و برای اولین بار، قادر به کشف حیات در سیارههای خارج از منظومه شمسی خواهد بود. به ما امکان خواهد داد تا به اولین تشعشعدر کهکشان نگاه کنیم-- در واقع، سپیده دم جهان هستی. سپیده دم کیهانی. این تلسکوپی است که ما را قادر میسازدتا به عقب بنگریم و کهکشانها را در زمانی که در واقع درحالشکل گیری بودند، ببینیم. اولین سیاهچالهها در جهان،اولین کهکشانها.
اکنون، برای هزاران سال، به مطالعهکیهان پرداختهایم، و به دنبال جایگاه خود در جهان هستیبودهایم. یونانیان باستان بر این باور بودند که زمین مرکز جهان هستی است. پانصد سال بعد، کوپرنیک جایگاه زمین راتغییر داد، و خورشید را در قلب کیهان نهاد. و ما در طول قرنها، از زمانی که گالیله، دانشمند ایتالیایی، در واقع با یک تلسکوپ کوچک ۵ سانتی‌متریرو به سمت آسمان نهاد، آموختهایم که هر بار تلسکوپ بزرگتری ساختهایم، چیزهایی درباره جهان هستی دریافتهایم، و بدون استثناء، کشفهای جدیدی کردهایم. در قرن بیستم دریافتیم که جهان در حالانبساط است و منظومه شمسی ما در مرکز این انبساطقرار ندارد. اکنون میدانیم که جهان هستی از ۱۰۰ میلیاردکهکشان تشکیل شده که در محدوده دید ما قرار دارند، و هرکدام از آنها ۱۰۰ میلیارد ستاره در خوددارند.
و ما اکنون درحال مشاهده عمیقترین تصویرکیهان هستیم که تا کنون گرفته شده است. این تصویر توسط تلسکوپ فضایی هابل و با چرخاندن تلسکوپ به جایی که قبل از ارسال هابل قسمتی خالی تلقی میشدثبت شده است. و اگر بتوانید این قسمت کوچک را تصور کنید، یک پنجاهم اندازه قرص ماه کامل است. پس اگر بتوانید ماه کامل را تصور کنید. و ۱۰٫۰۰۰ کهکشان در این تصویر دیده میشوند. و ضعف این تصاویر و ابعاد کوچکشانای حقیقت را نشان می‌دهد که در واقع این کهکشانها بسیار دور از مادر فاصلههای پهناوری قرار دارند. و ممکن است هر کدام از این کهکشانها چند میلیارد و یا چند صد میلیارد ستاره رادر خود جای داده باشند. تلسکوپها مانند ماشینهای زمان هستند. هرچه بیشتر به فضاهای دوردست نگاه میکنیمدر زمان بیشتر به عقب خواهیم رفت. و آنها مانند سطلهای نور هستند--در واقع، آنها نور را جمع میکنند. پس هر چه سطل بزرگتر باشد،هرچه آینه بزرگتری داشته باشیم، نور بیشتری را میتوانیم ببینیم،و دوردستهای دورتری را خواهیم دید.
خوب، ما در قرن اخیر دریافتیم که چیزهای عجیبی در فضا هستند--سیاهچالهها. همین طور دریافتیم که ماده تاریک وانرژی تاریک وجود دارند اما قابل رویت نیستند. خوب، الان در واقع درحال مشاهده تصویریاز ماده تاریک هستید.
(خنده)
شما متوجه شدید. همه متوجه نکته نمیشوند.
(خنده)
خوب ما از جه راهی متوجه وجود ماده تاریکشدیم -- نمیتوانیم آن را ببینیم -- اما به دلیلگرانش، کشش غیرقابل انکاری وجود دارد. اکنون ما به بیرون نگاه میکنیم،و دریایی از کهکشانها را میبینیم که در جهانی در حال انبساط قرار دارند.
کاری که خود من انجام میدهم اندازه گیریمیزان انبساط جهان است، و یکی از پروژههایی که در دهه ۹۰ به انجامرساندم استفاده از تلسکوپ هابل برای اندازه گیریسرعت انبساط دنیا بود. اکنون میتوانیم تا ۱۴ میلیارد سال پیش رادنبال کنیم. در طول زمان یاد گرفتهایم که هر ستاره داستان مربوط به خود را دارد؛ آنها متولد میشوند، میانسالی دارند و حتی بعضی از آنها مرگهای دراماتیکی دارند و پس از آن از خاکستر آن ستارهها،ستارههای جدیدی زاده میشوند و ما میبینیم که بیشتر آنها سیارههایی دارندکه به دورشان میگردند.
و یکی از نتایج بسیار شگفت آور در ۲۰ سالگذشته، کشف سیارههایی است که به دور سایرستارهها میگردند. به آنها سیارات فرا خورشیدی میگویند. و تا سال ۱۹۹۵، ما از وجود هیچ سیاره دیگری غیر از آنها که به دور خورشید ما میچرخند،آگاه نبودیم. اما امروز، در حدود ۲٫۰۰۰ سیاره دیگرکشف شده‌اند که ما میتوانیم آنها را شناسایی کردهو جرم آنها را اندازه بگیریم. ۵۰۰ عدد از آنها در منظومههای چندسیارهای قرار دارند. و ۴٫۰۰۰ تای دیگر-- و هنوز در حال افزایش-- از سیارات چرخان به دور سایر ستارهها وجود دارند. آنها از گونههای متفاوتی هستند. بعضی مانند مشتری سیاراتی داغ هستند، گونههای دیگر یخی هستند، جهانهای آبیوجود دارند و سیارات سنگی دیگری مانند زمین وجود دارندکه "فوق زمین" نامیده میشوند، و سیارات دیگری هستند که جهانهای الماسیدانسته شده‌اند.
خوب، میدانیم که حداقل یک سیاره وجود داردکه در آن حیات جریان دارد و آن زمین ما است. حتی سیاراتی کشف شده‌اند که به دور دو ستاره چرخش میکنند. دیگر این یک مسئله علمی تخیلی نیست. خوب، ما میدانیم که در سیاره خودمان حیاتوجود دارد، ما گونهی پیچیدهای از حیات را شکل داده،و اکنون به دنبال ریشههای خویشیم. و بر اساس آنچه کشف کردهایم، عدهی زیادیگمان میکنند که احتمالا میلیونها --یا شاید صدها میلیارد-- سیاره دیگر وجود دارد که به اندازه کافی بهستاره خود نزدیکاند-- و دقیقا در فاصلهای قرار دارند-- که آب به شکل مایع میتواند در انها وجود داشته باشدوشاید بتوانند از وجود حیات پشتیبانی کنند. خوب ما از این احتمالات شگفت زده هستیم،این احتمالات بزرگ، و نکته جالب این است که تا ده سال آینده، تلسکوپ ماژلان قادر خواهد بود طیف جویآن سیارهها را مطالعه کند، و مشخص کند که برای وجود حیات مناسبهستند یا نه.
خوب، پروژه GMT چیست؟ یک پروژهی بین المللی است. استرالیا، کره جنوبی در آن سهیم هستند واز آنجا که در ریو هستیم، خوشحالم که جدید ترین عضو این پروژه برزیل است.
(تشویق)
همچنین تعدادی از موسسات آمریکایی در آنسهیم هستند، از جمله دانشگاه هاروارد، مؤسسات اسمیتسونین و کارنگی، و دانشگاههای آریزونا، شیکاگو، تگزاس-آستینوتگزاس A&M. همچنین کشور شیلی در پروژه سهیم است.
خوب، ساختن و قرار دادن آینهها درستدر جای مناسب در نوع خود بسیار جالب است. تکههای بزرگ شیشه را بردارید، و آنها رادر کورهای که خود در حال چرخش است ذوب کنید این عملیات زیر زمین فوتبال دانشگاه آریزونا انجام میگیرد. در زیر ۵۲٫۰۰۰ صندلی انجام میشد. هیچ کس از آن اطلاع نداشت. و در واقع آنجا یک دیگ چرخان وجود دارد. آینهها رها میشوند تا به آهستگی خنک شوند، و پس از آن با دقت بالایی جلا داده میشوند. و خوب، اگر بخواهید متوجه دقت بالایاین آینهها شوید، ناهمواریها بر روی آینه، در تمام ۸ متر به اندازه کمتر از یک میلیونیوم یک اینچهستند. خوب، میتوانید تصور کنید؟ وای!
(خنده)
یک پنج هزارم ضخامت یک تار مو، در کل ۸ متر. این دستاوردی عظیم است. ما را به دقتی که به آن نیاز داریمخواهد رساند.
خوب، این دقت بالا چه کمکی به ما میکند؟ خوب تلسکوپ GMT، اگر قادر به تصور آن باشید-- اگر یک سکه در دست بگیرم،که از قضا یک سکه دارم، و به تصویر روی آن نگاه کنم، از اینجا آنرا میبینم نوشته روی سکه، چهره روی آن را هم میبینم. به نظرم حتی در ردیف جلو هم نمیتوانید آنرا ببینید. اما اگر از تلسکوپ ماژلان استفاده کنیم، از تمام قطر ۲۴ متری آن که بزرگتر از این سالن خواهد بود، و ۳۰۰ کیلومتر آن را دورتر قرار دهیم، مثلا اگر در سائو پاولو بود هم میتوانستاین چهره را ببیند. این نتیجه دقت بسیار بالا و قدرت آن است. و اگر ما--
(تشویق)
اگر فضانوردی به کره ماه سفر کند، ۴۰۰٫۰۰۰کیلومتر دورتر از ما، و یک شمع روشن کند -- تنها یک شمع -- بوسیله تلسکوپ ماژلان قادر به تشخیص آنخواهیم بود. بسیار شگفت انگیز.
این تصویری شبیه سازی شده از خوشهای در یک کهکشان نزدیک است. "نزدیک" از نظر اخترشناسی، همه چیز نسبی است دهها میلیون سال نوری آنسوتر. این احتمالا شکل این خوشه است. به آن چهار نقطه نورانی نگاه کنید، و حالا آن را با تصویری از تلسکوپ هابلمقایسه کنید. جزئیات ضعیفی را مشاهده میکنید کهدر حال نمایان شدن هستند. و در نهایت -- و چقدر دراماتیک -- اینچیزی است که تلسکوپ ماژلان خواهد دید. خوب، دوباره به آن تصاویر نگاه کنید. این تصویری است که بوسیله قذرتمند ترینتلسکوپ حال حاضر دیده میشود، و دوباره، این چیزی است که تلسکوپ ماژلانخواهد دید. دقت بسیار بالا.
خوب، در چه نقطهای قرار داریم؟ ما هم اکنون قله کوه را در شیلیآماده کردهایم. آنجا را منفجر کردیم. اولین آینه را امتحان کردیم و جلا دادیم. آینههای دوم و سوم را قالب ریزی کردهایم. و در حال شروع قالب ریزی آینه چهارم هستیم. تعداد زیادی مصاحبه در سال جاری داشتیم، هیئتهای بین المللی با ما مصاحبه کردند، و گفتند، "آماده مرحله ساخت و ساز هستید." و ما برنامه داریم که این تلسکوپ را اولبا همین چهار آینه بسازیم. میخواهیم به سرعت وارد مرحله تحقیقات شویم،و شروع به جمع آوری دادههای علمی کنیم -- چیزی که ما اخترشناسان به آن "اولین پرتو"میگوییم، در سال ۲۰۲۱. و کل تلسکوپ در میانه دهه آینده به اتمامخواهد رسید، با تمام هفت آینه.
بنابراین، ما آمادهایم تا به جهان دوردست بنگریم، به سپیده دم کیهان. قادر خواهیم بود که سایر سیارات را باجزئیات دقیق مطالعه کنیم.
اما برای من، هیجان انگیز ترین نکته درساخت تلسکوپ ماژلان امکان کشف چیزهایی است که هیچ ایدهای درباره آنها نداریم-- حتی تصور آن را هم نمیکنیم، چیزهای کاملا جدید. و امیدوارم با ساخت تجهیزاتی از این دست، الهام بخش زنان و مردان جوانی باشیم تابرای دستیابی به ستارهها تلاش کنند.
بسیار متشکرم. آبریگادو.
(تشویق)
برونو جیوسانی: متشکرم، وندی. همینجا باش، چون یک سوال از تو دارم. تو به تجهیزات دیگری اشاره کردی. خوب تلسکوپ ماژلان در حال افراشته شدن استهمین طور آلما و سایرین در شیلی و همین طور جاهای دیگر، مثل هاوایی. این یک همکاری، یا کامل کردن یکدیگر استو یا یک رقابت؟ میدانیم که در سطح سرمایه گذاری رقابتوجود دارد اما در مورد خود علم چطور؟
وندی فریدمن: از نظر علمی،آنها مکمل هم هستند. تلسکوپهایی که در فضا هستند،آنهایی که روی زمین قرار دارند، تلسکوپها با ظرفیتهای طول موج متفاوت، حتی تلسکوپهای مشابه، با تجهیزات متفاوت -- همگی به نقاط مختلفی از پرسش مانگاه دوختهاند. پس زمانی که دیگر سیارات را کشف کنیم،میتوانیم آن مشاهدات را با هم مقایسه کنیم، میتوانیم اتمسفرها را تشخیص دهیم، و با دقت بسیار بالا به آسمان نگاه کنیم. پس، آنها در جهت کمال هم کار میکنند. درباره سرمایه گذاری حق با تو است،رقابت وجود دارد؛ اما از نظر علمی، در جهت تکامل هستیم.
ب ج : ممنون از تو، وندی، که به TEDGlobalآمدی.
و ف : متشکرم.
(تشویق)
