最大の望遠鏡

LIGO: 地球上のブラックホールを感じてください

アルバート・アインシュタインは 1916 年に一般相対性理論を記述し、重力波の存在を予測しました。これらは、ブラックホールなどの巨大な物体によって引き起こされる宇宙空間の一種の波紋です。石が投げ込まれた静かな湖面を想像してみてください。水面への衝突によって放射される円は、重力波と比較できるものですが、水の代わりに私たちの宇宙の空間そのものが存在するだけです。

長い間、これは理論上のみ存在していましたが、アインシュタインの仮定から 100 年後、重力波は次のことを可能にしました。 修理 地球上で。この功績により、アメリカの科学者ライナー・ワイス、バリー・バリッシュ、キップ・ソーンが2017年にノーベル物理学賞を受賞した。後者については、映画「インターステラー」の制作に参加したことからご存知かもしれません。

LIGO天文台の助けを借りて、地球上の重力波を「捉える」ことが可能でした。LIGO天文台には、ワシントン州とルイジアナ州の互いに3000キロメートルの距離にある2つの同一の構造物が含まれています。

LIGOとはLaser Interferometer Gravitational-Wave Observatoryの略で、レーザー干渉計重力波観測所のことです。

これは、それぞれ 4 km の 2 つのアームを備えた L 字型のシステムです。中央の建物からレーザー光線が発射され、建物が 2 つに分割され、4 キロメートルのそれぞれの通路に送られます。トンネルの終わりで、ビームはミラーで反射され、非常に高感度の検出器に戻ります。通常の状況では、両方の光線は互いに同一であり、それらの差はゼロです。しかし、実験中に重力波が地球を通過すると、検出器はビーム間の小さな違いを検出します。これが、2015 年 9 月 14 日にアインシュタインの仮説が初めて証明された方法です。

2 つの双子の天文台間の距離は 3,000 キロメートルあり、波を記録する際には 10 ミリ秒の差が生じるため、科学者は信号の発信源がどこにあるのかを特定します。重力波の最初の検出の場合、それは地球から約13億光年の距離にある、太陽質量36質量と29質量の2つのブラックホールの合体によって引き起こされました。

重力波の検出は、21 世紀の最も重要な科学的発見の 1 つです。この画期的な進歩により、宇宙がどうやってできたかがさらに明らかになり、ブラックホールや中性子星の研究が助けられ、時空の仕組みについての科学者の理解が進んでいます。

中国の「天眼」

記録的な 500 メートルは、全開口を備えた世界最大の電波望遠鏡である FAST (500 メートル開口球面望遠鏡) の直径に相当します。この建造物は中国南部にあり、 開ける 2016年に観測を開始する予定。

「天陽」（中国語で「天の目」を意味する望遠鏡の別名）は、貴州省の自然の山の窪地に建てられました。有効面積は19万6,000平方メートル。そして、FASTリフレクター（反射面）は、長さ11メートルの三角形のアルミニウムパネル4450枚でできています。

考えられるすべての干渉を排除し、最大限の観測効率を確保するために、望遠鏡の周囲に無線沈黙体制が導入されました。そのためには半径5キロ以内で 移転した 約8千人。興味深いことに、中国政府は地元住民の定住を目指している。 過ごした 約2億6,900万ドル、望遠鏡自体の建設に1億8,000万ドル。

FASTは打ち上げ以来、これまで知られていなかった多数のパルサー、つまり軸の周りを回転する際にビームの形で強力な電磁波を放射する中性子星を発見した。望遠鏡チームは、知的地球外生命体を探索するブレークスルー・リッスン・プロジェクトにも参加している。

VLA – 大型アンテナ アレイ

望遠鏡の直径 500 メートルは確かに印象的ですが、36 キロメートルではどうでしょうか?これは、受信機を単一のアレイに結合することで実現できます。超大型アレイ (VLA) は、Y 字型に配置された 27 個のアンテナのグループで、アレイの 3 つのアームのそれぞれには、25 メートルの反射鏡と質量 230 トンを備えた 9 つの独立した電波望遠鏡が含まれています。この建物は米国ニューメキシコ州にあります。

望遠鏡は線路に取り付けられており、移動してさまざまなサイズの構成を作成できます。最大のバージョンでは、外側のアンテナ間の距離は 36 キロメートルです。合計 4 つの構成が可能です。このアレイは、宇宙のさまざまな領域に焦点を当て、観測パラメータを変更するために定期的に再構築されます。

すべての受信機からのデータが結合されるため、超大型アレイは 1 つの大きな電波望遠鏡として機能します。

VLAは、ロバート・ゼメキス監督、ジョディ・フォスターとマシュー・マコノヒー主演のSF映画『コンタクト』にも出演した。物語の中で、ヒロインのフォスターは、数々の望遠鏡を使って地球外生命体からの信号を発見しました。

超大型アレイが太陽系外の知的生命体を示唆する未確認の信号を受信したことがあるかどうかとの質問に対し、アレイエンジニアのロブ・セリーナ氏は答えた。 答えた それで： “はい。そのような信号の 1 つが非常に頻繁に出現したため、アンテナは空のその場所を数百時間監視し、幸運にも再びそれを受信することができました。これは必ずしも知的生命体の存在を示すものではありませんが、現時点では他の方法で説明できない現象です。」。

VLA はかなり古い構造で、プロジェクトは 1980 年に開始されました。そのため、2011 年に、10 年に及ぶアレイの最新化を完了し、その結果、すべての古い電子機器が新しいものに置き換えられました。これにより、 増加 技術力8000倍。そして、20年間続く近代化の新たな段階の一環として、既存の27本のアンテナを160本の新しいアンテナに置き換えることを計画している。

このような望遠鏡を使用すると、何百万年もの間、光が私たちに届いている天体を観察することができます。このようにして、科学者は過去を調べているようです。これは、私たちの宇宙がどのようにしてできたかを理解するのに役立ちます。

南極の氷の下にある巨大探知機

IceCube は、ニュートリノを研究する南極の天文台です。これらは、信じられないほど小さいサイズの神秘的な基本粒子であり、最小の原子の数千倍も小さいものです。それらを研究することは、ビッグバンの後に何が起こったのか、粒子が質量を持つ理由、超新星内部で何が起こるのか、暗黒物質を決定する方法など、宇宙の謎を理解するのに役立ちます。

毎秒、約 100 兆個のニュートリノが私たちの体を通過します。それらは非常に小さいため、地球上を飛行しても物質の単一原子と衝突することはありません。そこで科学者たちは、南極の氷の奥深くにある長いケーブルに設置された探知機を使ってそれらを捕獲します。ニュートリノだけが地球を通過できるため、地球自体がフィルターとして機能し、不要な信号をすべて遮断します。

深さ1,450～2,450メートルには、ニュートリノ粒子を検出する60個の光学モジュールを備えた86本のケーブルが埋設されている。

宇宙の果てに関する情報に加えて、科学者はニュートリノを使用して地球と太陽の内部構造を研究しています。さらに、IceCube では弦理論を確認または否定するための一連の実験が実施される予定です。

「超大型望遠鏡」

これは私たちの主観的な評価ではなく、現在建設中の世界最大の光学望遠鏡、超大型望遠鏡 (ELT) の正式名称です。その鏡の直径は 39 メートルで、現在最大のグランド カナリア望遠鏡のほぼ 4 倍の大きさになります。

ELT は、地球上で天体観測に最適な場所の 1 つであるチリのセロ アルマゾネス山に建設されています。乾燥した気候、海抜 3,060 メートルの高度、安定した大気、光源からの距離などが、望遠鏡の操作に理想的な条件を作り出しています。完成したオブジェクトのレンダリングは次のようになります。

反射面は 798 個の六角形の要素から構成されています。各セグメントには、その位置を監視するセンサーと、要素を高精度で調整できる特別なドライブが装備されます。 ナノメートル。このようにして、風、振動、重力、その他の機械的干渉による歪みが自動的に補正されます。

超大型望遠鏡の巨大な鏡は、地球を周回するハッブルの画像よりも 16 倍鮮明な画像を生成します。このような機能があれば、系外惑星の大気を研究して地球外生命体の兆候を探すことが可能になります。これは天文学における革命的な出来事となるでしょう。

超大型望遠鏡を完成させよう 計画しています 2028 年、2024 年 7 月の構造は次のようになりました。

幸いなことに、世界で何が起こっても、科学は発展し続け、そのプロジェクトで私たちを驚かせ続けます。そして、一部の人々の目的はあまり理解するのが簡単ではありませんが、これらすべてが人を内部の問題から引き上げ、一緒に行動することを強制します。そして得られた知識は新しいテクノロジーの開発を刺激し、私たちの惑星をより深く理解し、宇宙における私たちの位置と重要性を認識することを可能にします。

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