O placă de perete de 2 dolari ar putea salva rețelele 6G. Cum rezolvă problema semnalului care nu trece prin pereți
Publicat acum 11 ore si 3 minute
În deșertul Atacama din Chile, cel mai mare telescop construit vreodată prinde contur și ar putea schimba radical viziunea noastră asupra Universului. În ultimii 200 de ani, telescoapele au devenit din ce în ce mai mari, ceea ce a ridicat o dilemă cu privire la numele lor. Unele sunt numite după astronomi eminenți, altele după locația lor. Dar multe își iau denumirile de la dimensiunea lor. Telescopul din deșertul Atacama ar putea face chiar cea mai mare descoperire dintre toate, scrie BBC News.
Astronomul William Herschel a dat tonul în secolul al 18-lea cu „Marele Telescop de 12 metri”. Astăzi, există Telescopul Mare din Africa de Sud, Gran Telescopio Canarias din Spania și Telescopul Mare Binocular din Arizona, printre altele.
Dar cum se denumește un telescop care este mai mare decât „Marele Telescop”? Pentru oamenii de știință și inginerii de la observatorul Paranal din deșertul Atacama din Chile, răspunsul este simplu: un proces pe care l-am putea numi „mărire nominativă”.
În anii 1990, aveau nevoie de un titlu pentru un telescop deosebit de impresionant, care combina mai multe instrumente individuale într-o singură mega-oglindă virtuală. Cercetătorii au decis să-l numească Telescopul Foarte Mare (VLT / Very Large Telescope).
Acum, aceiași astronomi merg și mai departe în superlative, construind o instalație pe un al doilea munte chilian, care va deveni cel mai mare ochi al Pământului dedicat stelelor. Numele lui? Bineînțeles, Telescopul Extrem de Mare (ELT / Extremely Large Telescope).
› Vezi galeria foto ‹
Iar cercetătorii nu glumesc în privința dimensiunilor: cupola ELT-ului are 80 de metri înălțime, iar oglinda interioară are 39 de metri lățime. Având o structură exterioară care urmează să fie finalizată în 2027, organizația din spatele acesteia, un consorțiu format din 16 state membre numit Observatorul European de Sud (ESO), speră că va putea observa cosmosul până în 2030.
S-a dovedit a fi, de asemenea, o provocare inginerească enormă, necesitând zeci de mii de tone de beton și oțel și 798 de segmente de oglindă proiectate cu precizie, care să fie transportate pe vârful unui munte nelocuit din deșert.
Pentru a afla de ce se construiește un telescop atât de masiv într-o locație atât de aspră și izolată, jurnaliștii BBC au vizitat situl ELT din Chile și au descoperit un telescop extrem de mare, pregătit să facă descoperiri extrem de importante. De fapt, ar putea face chiar cea mai mare descoperire dintre toate.
De la distanță, e dificil să-ți dai seama de dimensiunea ELT-ului. Apropiindu-te de vârful muntelui Cerro Armazones, apare mai întâi ca un punct argintiu care strălucește sub un cer albastru gol. În afară de câteva indicatoare rutiere și ocazional de câte o mină industrială, nu există aproape nicio urmă de așezare umană în Deșertul Atacama. Toate materialele de construcție trebuie transportate ore întregi din cel mai apropiat oraș, bucată cu bucată, iar inginerii de aici lucrează în ture de opt zile și nopți lungi înainte de a se întoarce acasă, uneori la sute de kilometri distanță.
Atacama nu este un deșert de nisip, ci de rocă aspră, vârfuri vulcanice și săruri. În unele locuri, ploaia cade doar de câteva ori pe secol sau deloc. Cu atât de puțină umiditate, un vizitator se trezește lingându-și continuu buzele uscate. Deshidratarea este un pericol real, altitudinea provoacă greață, iar aerul rarefiat și senin înseamnă că cea mai apropiată stea de Pământ îți va arde pielea mai repede decât aproape oriunde altundeva pe planetă.
Totuși, în acest cadru nemilos, unul dintre cele mai avansate telescoape din lume se asamblează treptat. Pentru a aprecia cât de complicat este proiectul ELT, trebuie pășit înăuntru.
În interiorul cupolei retractabile și rotative se află o rețea complexă de grinzi de oțel și piese mobile care vor ține oglinda gigantică la locul ei.
„Este o catedrală în ceea ce privește dimensiunea și scara”, spune Michael Booth, șeful departamentului de inginerie mecanică de la ELT.
Totuși, „extrem de mare” nu înseamnă greoi sau imprecis. Dimpotrivă, asamblarea telescopului a necesitat o planificare extinsă și o precizie minimă.
„Este prea mare și prea complicat pentru a putea spune: «Sper să funcționeze». Nu e ceva de genul: «Hai să apăsăm butonul ăsta și să vedem dacă scoate vreun zgomot puternic»”, spune el.
Pentru a-și ilustra punctul de vedere, Booth indică niște „pachete de șaibe” detașabile, cu lățimea de câteva milimetri, între grinzile gigantice. Acestea sunt necesare pentru mici ajustări structurale, pe măsură ce baza masivă de beton a telescopului se contractă în timp.
„Betonul respectiv, când a fost așezat, trebuia să fie extraordinar de plat”, spune el, „cu o precizie de 1/3.600 de grade, și pentru a ține cont și de curbura Pământului”. După ce au terminat, inginerii au folosit excesul de beton umed pentru a construi un teren de baschet pe versantul muntelui, deoarece era prea departe până la cel mai apropiat oraș pentru a-l returna înainte să se întărească.
Pentru a capta lumina care a călătorit de la stele și galaxii îndepărtate și pentru a explica efectele de estompare ale atmosferei, astronomii au nevoie ca telescopul să fie incredibil de stabil: cea mai mică oscilație va duce la o imagine neclară.
„Ceea ce face construcția unui astfel de telescop atât de dificilă este că, de obicei, cu cât telescopul este mai mare, cu atât toleranțele sunt mai mari, cum ar fi cât spațiu de mișcare ai. Dar pentru noi, evident, undele luminoase nu devin mai mari”, explică Booth.
„Așa că trebuie să construim la scara unei clădiri comerciale mari, dar cu toleranțele pe care le găsești pe un banc optic”, spune el.
Nu este nici o structură statică. În timpul funcționării, întreaga clădire se va roti pentru a fi orientată în direcții diferite, suspendată pe ulei sub presiune.
„Punem întregul telescop să plutească, astfel încât să se poată mișca practic fără frecare. Este ca o masă de hochei pe aer”, spune Booth.
Oglinda record a ELT-ului, situată în centrul structurii, va fi asamblată din 798 de segmente hexagonale individuale, detașabile, lustruite delicat. Dar, spre deosebire de o oglindă obișnuită, nu există sticlă de protecție împotriva zgârieturilor sau loviturilor.
„Asta e partea dificilă. De cele mai multe ori, dacă ceva cântărește 10 tone, îl poți lovi cu un ciocan. Nici măcar nu putem zgâria suprafața lui”, spune Booth.
Segmentele de oglindă, expediate din Europa în containere, sunt depozitate în prezent într-un depozit din apropiere, dar când sunt plasate în interiorul structurii, se vor uni pentru a forma o oglindă mare, cu o lățime de 39 de metri.
Niciun telescop terestru optic-infraroșu funcțional nu are în prezent o oglindă atât de mare. Prin comparație, fratele mai mic al Telescopului Foarte Mare, aflat la aproximativ 20 de kilometri distanță, este alcătuit din patru telescoape, fiecare cu oglinzi de doar 8,2 metri în diametru, plus patru telescoape auxiliare mici, cu diametrul de 1,8 metri. Fiecare trebuie să lucreze împreună pentru a-și combina lumina.
Dimensiunea oglinzii ELT-ului și faptul că aceasta își poate schimba forma în timp real pentru a ține cont de turbulențele atmosferice va permite astronomilor să examineze numeroase obiecte cu o rezoluție mai mare decât cea posibilă în prezent.
„Cu alte cuvinte, oglinda este o găleată mai mare pentru a colecta lumina”, spune astronomul Maria Liubenova de la ESO.
Există o limită a clarității imaginilor pe care le poate crea generația actuală de telescoape, chiar și telescoape spațiale precum Telescopul Spațial James Webb (JWST), care orbitează în prezent Soarele.
Eliar Sedagati, astronom din cadrul ESO la observatorul Paranal, explică de ce ELT-ul oferă o schimbare radicală pentru astronomi.
„Îmi imaginez că ai o mașină care vine de foarte departe, noaptea. Mașina are două faruri, dar când este foarte departe nu le poți distinge. Vezi o singură lumină. Cu cât se apropie mai mult, la un moment dat, începi să separi cele două lumini. La fel este și cu stelele, dar o oglindă gigantică aduce, în esență, această lumină stelară suprapusă mai aproape de Pământ, permițând astronomilor să distingă ce se află în câmpul vizual”, a spus el.
Prin urmare, ELT-ul promite progrese în astronomie și fizică.
„Este pur și simplu atât de multilateral. Va împinge cu adevărat limitele și va împinge acul în fiecare subdomeniu astronomic posibil la care vă puteți gândi”, spune Sedagati.
De exemplu, Telescopul Foarte Mare va continua descoperirile uluitoare făcute recent de JWST despre Universul îndepărtat, timpuriu, prin crearea imaginilor unor galaxii foarte îndepărtate, foarte vechi, care nu au mai fost niciodată examinate până acum.
„Va fi cu adevărat uimitor când ELT-ul va începe, deoarece are o rezoluție unghiulară mai mare în comparație cu James Webb, astfel încât putem combina observațiile”, spune Sedagati.
Un telescop spațial singur ne poate arăta multe, dar un telescop spațial și un telescop terestru împreună formează o echipă excelentă. Mai aproape de casă, astronomii speră că ELT-ul va fi suficient de sensibil pentru a-i ajuta să calculeze vârstele celor mai vechi stele din galaxia noastră.
„Speranța este, de asemenea, să se poată observa mai atent stelele care se rotesc în jurul centrului galactic”, spune Liubenova, „ceea ce ar putea dezvălui abateri de la teoriile gravitaționale actuale”.
Iar în vecinătatea noastră, telescopul va putea urmări obiecte precum cometa interstelară 3I/ATLAS , care a trecut recent prin Sistemul nostru Solar.
Dar cel mai mare premiu dintre toate ar putea fi descoperirea care ar schimba totul: dovezi ale existenței vieții dincolo de Pământ.
„Era agnosticismului extraterestru”
În secolul 21, am intrat într-o nouă eră în căutarea vieții extraterestre. Unii observatori au numit-o „era agnosticismului extraterestru”: o perioadă în care un număr tot mai mare de oameni de știință serioși cred cu tărie că o formă fundamentală de viață extraterestră este aproape de a se manifesta, dar încă nu o pot dovedi. Dovezile lor se acumulează bucată cu bucată.
Se presupunea odată că descoperirea extratereștrilor ar implica farfuriile zburătoare, semnalele radio sau megastructurile marțiene. Dar este mai probabil să observăm mai întâi o formă de viață mai elementară, care se va dezvălui treptat telescoapelor. Am avut deja semne: un exemplu recent convingător au fost substanțele chimice aparent organice detectate pe exoplaneta K2-18b, un indiciu tentant al prezenței unor organisme marine. Și ăsta ar putea fi doar începutul.
Legat de subiect, majoritatea astronomilor serioși sunt precauți, arși de afirmațiile hiperbolice din mass-media și puțin iritați că nu îi întrebi despre activități mai sobre, cum ar fi catalogarea galaxiilor. Dar nu exclud complet această posibilitate. Într-un sondaj recent realizat în rândul astrobiologilor, fizicienilor și alți oameni de știință, aproape 90% sunt de acord că este probabil să existe viață extraterestră de bază în Univers. Cifrele din sondaj au fost mai mici pentru viața complexă sau inteligentă (în jur de 60%), dar erau și departe de zero.
„Ca astronom care lucrează în acest domeniu, trebuie să fii foarte atent”, spune Sedagati.
El se îndoiește că ar putea găsi viață inteligentă în aceeași întindere vastă de spațiu și timp ca noi. Dar ceva precum microbi sau alge? Asta e diferit.
„Dacă te gândești la numărul de stele care se află doar în galaxia noastră și la numărul de planete din jurul acestor stele și la proporția acelor planete care se află într-o zonă în care ar putea exista viață, dacă te uiți doar la cifre, probabilitatea ca viața să existe în altă parte a galaxiei este, pentru mine, extrem de mare. Trebuie să existe viață acolo”, spune el.
Întrebarea cea mare rămâne ce va fi considerat o dovadă puternică. Și aici intervine ELT-ul. Nu este posibil să fotografiem o exoplanetă și să vedem un extraterestru care face cu mâna înapoi, nici măcar nu este posibil să fotografiem mase de uscat. Dar putem studia locuibilitatea lor în alte moduri.
De exemplu, astronomii pot deduce dacă o planetă este stâncoasă sau gazoasă.
„Pentru a face acest lucru, observăm abateri foarte mici în oscilația unei stele”, explică Liubenova.
Acest lucru dezvăluie efectul gravitațional al planetei altfel invizibile din apropiere, care, la rândul său, permite calcularea masei sale. Giganții gazoși tind să aibă o masă mai mare decât planetele stâncoase. Un aspect crucial este că ELT-ul va putea măsura masele unor lumi mai mici, cu masă mai mică decât este posibil în prezent, spune ea, extinzând semnificativ candidații pentru găzduirea vieții extraterestre.
Astronomii pot analiza, de asemenea, constituenții atmosferei exoplanetelor, prin intermediul spectrului luminos al luminii stelelor care trece ocazional prin ele în drumul său spre Pământ.
„Fiecare element chimic are propria amprentă în spectru. Este ca o amprentă digitală. Așadar, dacă o bacterie extraterestră sau o formă de algă ciudată eliberează gaze organice, aceasta ar putea apărea”, spune Liubenova.
În prezent, este dificil să se studieze atmosferele exoplanetelor din zona locuibilă a altor sisteme solare, deoarece astfel de lumi sunt prea aproape de stea. La fel ca atunci când ești orbit de farul unei mașini, nu poți vedea cine se află la volan.
Afirmațiile despre biosemnăturile de pe K2-18b în 2025 au fost controversate, deoarece, pe lângă dezacordurile cu privire la natura organică a gazelor detectate, planeta se află și la limita posibilității de locuire. Cu toate acestea, ELT ar putea explora mult mai multe lumi candidate.
Pe scurt, în doar un deceniu, în adâncul deșertului chilian am putea obține în sfârșit dovezile că viața extraterestră există acolo, punând întrebări existențiale despre poziția noastră în cosmos. Epoca incertitudinii extraterestre s-ar sfârși: am realiza în sfârșit că nu mai suntem singuri.
Ce va urma este necunoscut. Dar astronomii au deja ochii pe următoarele telescoape, care ar putea fi chiar mai mari.
„Ne gândim deja la alte modalități de a depăși limitele”, spune Sedagati.
De exemplu, există idei precum construirea mai multor telescoape, la kilometri distanță, și conectarea lor pentru a forma un mega-telescop.
„În principiu, dacă Telescopul Foarte Mare existent ar fi conectat la un telescop nou de pe un alt vârf de munte printr-o „punte optică”, capacitățile sale ar fi sporite semnificativ”, spune Sedagati.
Într-un viitor mai îndepărtat, s-a vorbit despre trimiterea unui telescop spațial dincolo de planetele cele mai îndepărtate ale Sistemului nostru Solar, astfel încât să putem folosi Soarele și faptul că masa sa curbează lumina stelelor îndepărtate ca o „lentilă gravitațională”.
Practic, telescopul ar avea dimensiunea Sistemului Solar.
„În acest fel, nu numai că am putea fotografia o planetă în jurul unei alte stele, o planetă de dimensiunea Pământului, dar am putea chiar să cartografiem suprafața acesteia/ Am putea spune mai mult sau mai puțin unde sunt oceanele, unde este uscatul. Aceste idei există, dar tehnologia noastră trebuie doar să recupereze terenul pierdut”, spune Sedagati.
Acum câteva decenii, ESO se gândea dacă să construiască „Telescopul Copleșitor de Mare”. Dar un indiciu ar putea veni dintr-un desen animat XKCD care glumește despre unde ar putea merge în continuare: „opresiv de colosal” este o opțiune, sau poate „amețitor de vast”.
Deocamdată însă, astronomii așteaptă. Ei știu că până în anii 2030, o catedrală a curiozității umane va scruta în sfârșit cosmosul. Ceea ce nu știu încă este ce va descoperi aceasta.