Posted by ისტორიაში ყველაზე დიდი ასტრონომიული ინსტრუმენტის მშენებლობა უკვე დაიწყო. ციკლოპური რადიო ტელესკოპი ორ კონტინენტზე განთავსდება. ეს არის SKAO — კვადრატულ კილომეტრიანი ობსერვატორია: ასი ათასზე მეტი ანტენა საერთო ფართობით კვადრატული კილომეტრი.
პროექტის დამფუძნებელი ქვეყნებია — ავსტრალია, დიდი ბრიტანეთი, ჩინეთი, იტალია, ნიდერლანდები, პორტუგალია და სამხრეთ აფრიკა, ხოლო თვითონ კონსტრუქციის გეოგრაფია გაცილებით ფართო იქნება. ტექნიკური ნაწილის შემუშავებას 500 ინჟინრის შვიდწლიანი შრომა დასჭირდა, 100 ორგანიზაციის 20 სახელმწიფოდან. SKAO– ს სამეცნიერო პროგრამაზე 40-ზე მეტი ასტრონომი მუშაობდა 40 ქვეყნიდან. სამყაროს სიღრმეებში “მოგზაურობის” სიამოვნება ორგანიზატორებს 2 მილიარდი ევრო დაუჯდებათ (პროექტის ბიუჯეტი 2021–2030 წლებში). ანტენათა გრანდიოზული ქსელი ნაწილ-ნაწილ ამოქმედდება, ამიტომ პირველი სამეცნიერო მონაცემების მიღება 2024 წელს იქნება უკვე შესაძლებელი, მშენებლობა კი 2029 წელს დასრულდება.
კოსმოსი-FM
შორეული ვარსკვლავებისა და გალაქტიკებისკენ გაფრენა ჩვენ არ შეგვიძლია, ამიტომ ასტრონომები იძულებულნი არიან ის შეისწავლონ, რაც, ასე რომ ვთქვათ, ციდან ცვივა: კოსმოსიდან მომავალი ნებისმიერი გამოსხივება თუ ნაწილაკი.
სამყაროს შესწავლაში რადიო ტელესკოპების წვლილი სოლიდურია. კოსმოსური “რადიო სადგურების” სიაც საკმაოდ დიდია: ვარსკვლავები, ნეიტრონული ვარსკვლავები, შავი ხვრელები, ვარსკვლავთშორისი გაზი, პლერიონები, პევატრონები, ბუნებრივი მაზერები… ოპტიკური გამოსხივებისგან განსხვავებით, გაზისა და მტვრის გროვები რადიოტალღებისთვის თითქმის გამჭვირვალეა. არც დედამიწის ატმოსფეროა მათთვის წინაღობა, ამიტომ ხილული, რენტგენისა და გამა-ინსტრუმენტებისგან განსხვავებით, მათი არც კოსმოსში გატანაა აუცილებელი, რადიო ტელესკოპები ნებისმიერ დროსა და ამინდშია ჩვენს სამსახურში.
ზომა მნიშვნელოვანია
კვაზარის რადიო ნათობა ტრილიონჯერ შეიძლება აჭარბებდეს მზის სრულ ენერგოგამოყოფას, მაგრამ ჩვეულებრივი რადიომიმღებით ამ გალაქტიკათშორისი “რადიო სადგურის” სიგნალის მიღებას ტყუილად ნუ ეცდებით. წარმოუდგენელი სიშორე იმდენად ასუსტებს სიგნალებს, რომ მათ მისაღებად უზარმაზარი ანტენები და სპეციალური მოწყობილობაა საჭირო.
დიდი ანტენების აგების სხვა მნიშვნელოვანი მიზეზიც არსებობს: გარჩევადობის შესაძლებლობა, ტელესკოპის უნარი დაინახოს მცირე დეტალები. რა თქმა უნდა, მკაფიო გამოსახულება გაცილებით ინფორმატიულია, ვიდრე გადღაბნილი ლაქები.
ამასთან ერთად, ანტენის ზომა შეზღუდულია, ძალიან დიდი კონსტრუქციები ტექნიკურად არასრულფასოვანია. დღეისათვის, ყველაზე დიდი რადიო ტელესკოპია 500 მეტრიანი ჩინური FAST.
კოსმოსური მასშტაბის პროექტი
უამრავი პატარა ანტენის აგება უფრო ადვილია, ვიდრე ერთი დიდის. ერთობლივად მომუშავე ასეთი ანტენების ქსელი, იგივე ჯამური ფართობის მქონე ერთი დიდი ტელესკოპის მუშაობის ექვივალენტურია. სწორედ ასეთი რედიო ტელესკოპია SKAO.
ეს სისტემა, ყველაფერთან ერთად, არა ერთი, არამედ ორი ტელესკოპიც არის. ერთნაირი პრინციპით აგებული ორი სისტემა სხვადასხვა კონტინენტზე განთავსდება და სხვადასხვა დიაპაზონში იმუშავებს. მის აფრიკულ ნაწილში სატელიტურის მსგავსი 197 “თეფში” შევა, 64 მათგანი უკვე მუშაობს სისტემა MeerKAT-ის სახით. ავსტრალიური ნაწილის ანტენები კი არა სატელიტური თეფშების ფორმისა იქნება, არამედ ნაძვის ხის მსგავსი, თან გაცილებით დიდი რაოდენობით: 131 ათასი, 512 საანტენე მონაკვეთზე.
SKAO-ს გარჩევადობის გასაზრდელად, კონსტრუქტორებმა ძველი და კარგად გამოცდილი ხერხი გამოიყენეს — ინტერფერომეტრია. თუ ერთმანეთისგან 100 კილომეტრით დაშორებულ ანტენებს ერთი მთლიანის სახით მუშაობას ვაიძულებთ, მაგალითად, სადენებით შევაერთებთ მათ, ერთი ასკილომეტრიანი ტელესკოპის ნაწილს მივიღებთ. დუეტი იგივეს “დაინახავდა”, რასაც ფანტასტიკური ზომის 100 კილომეტრიანი ტელესკოპი! თუმცა, არა მთლიანად, არამედ ნაწილობრივ, სიცარიელეები კი თეორული წარმოდგენებიდან გამომდინარე უნდა შეივსოს. სამი ანტენა კიდევ უფრო მეტს მოგვცემდა, ხოლო 100 კილომეტრი დიამეტრის მქონე წრეში გაფანტული ანტენების ქსელის გარჩევადობა თითქმის იგივე იქნებოდა, როგორიც 100 კილომეტრიან მთელკორპუსიან რადიოტელესკოპს შეიძლება ჰქონდეს.
თითოეული ქსელი (ავსტრალიური და აფრიკული) წამში 8 ტერაბიტ მონაცემს შეაგროვებს. ეს, თანამედროვე შემნახველი მოწყობილობებისთვისაც კი მეტისმეტად ბევრია, ამიტომ ინფორმაცია რეალურ დროში დამუშავდება, დაახლოებით 135 პეტაფლოპსი სიჩქარით (საუკეთესო სუპერკომპიუტერების დონე). მაქსიმალურად გაფილტრული მონაცემების ასეთი შეკუმშვის შემთხვევაშიც, SKAO წელიწადში 710 პეტაბაიტ მონაცემს მოგვცემს. მათ შესანახად კი 730 ათასი ტერაბაიტი მოცულობის მყარი დისკოიანი შემნახველი მოწყობილობა იქნება საჭირო.
აღმოჩენათა ათწლეულები
რას გაიგებენ ასტრონომები SKAO-ს დახმარებით?
უპირველეს ყოვლისა, უზარმაზარი ტელესკოპი მილიარდამდე გალაქტიკის ადგილმდებარეობის რუკის შედგენაში დაგვეხმარება. და ეს არ არის მხოლოდ პასუხი ბუნებრივ კითხვაზე, რა და სად არის სივრცეში, არამედ შესანიშნავი საგამოცდო მასალაა სამყაროს წარმოშობისა და განვითარების თეორიებისთვის. ალბათ, მისი წყალობით, შესაძლებელი გახდება იდუმალი ბნელი ენერგიის ბუნების გარკვევა, რომელზეც სამყაროს მასის დაახლოებით 70% მოდის. მის შესახებ მხოლოდ ის ვიცით, რომ აჩქარებით აფართოებს სამყაროს, ამ უცნობი ბუნების მქონე სუბსტანციის შესახებ ჩვენი ცოდნა მხოლოდ თეორიულია (ბნელი ენერგია).
SKAO-ს სამიზნე იქნება ბნელი მატერიაც, სამყაროს კიდევ ერთი უცნობი შემადგენელი, რომლის არსებობა მხოლოდ გრავიტაციული ზემოქმედებით ვლინდება, კოსმოსის სრული მასის 30% სწორედ მასზე მოდის. აქაც მხლოდ თეორიები გვაქვს, ეგზოტიკური ნაწილაკებიდან დაწყებული, ჩვეულებრივი კოსმოსური ობიექტებით დასრულებული, რომლებიც სიმკრთლის გამო არ ჩანს. არავინ იცის რა არის ეს, იქნებ SKAO-ს საშაულებით გავარკვიოთ (ბნელი მატერია სამყაროს ”ბავშვობის დროინდელ” ფოტოზე).
და ბოლოს, ეს კოსმოსური რუქები აინშტაინის ფარდობითობის თეორიის კიდევ ერთხელ გადამოწმებაში დაგვეხმარება, თეორიისა, რომელიც სივრცე-დროის გამრუდებად განიხილავს გრავიტაციას. საუკუნის წინ შექმნილი თეორია ჯერ კიდევ მყარად დგას, მაგრამ იქნებ მოვიდა დრო, ახალი ფიზიკის ელემენტების გამოჩენისა? (ფარდობითობის ზოგადი თეორია – შავი ხვრელები და თხუნელას ორმოები).
SKAO-ს უპრეცედენტო მგრძნობელობა ყველაზე შორეული რადიოწყაროების დანახვის საშუალებას მოგვცეს, რომელთა გამოსხივებამ მილიარდობით სინათლის წელი გამოიარა, სანამ ჩვენამდე მოვიდოდა. მათ ისეთბს დავინახავთ, როგორებიც ამ გამოსხივების გამოშვების დროს იყო, ანუ შორეულ წარსულში ჩავიხედავთ.
გარდა ამისა, შეიქმნება მთელი კოსმოსის გამჭოლი და ყოვლისმომცველი მაგნიტური ველების უნიკალური რუქაც. მკვლევარები დიდი ხანია ცდილობენ გაიგონ, როდის და როგორ გადაიქცა სამყარო ამ მაგნიტური ველების წყაროებისგან შემდგარი “მძივების” აცმებად, რა როლს თამაშობენ ისინი ვარსკვლავების, პლანეტებისა და გალაქტიკების გაჩენასა თუ სიკვდილის სცენარებში (გალაქტიკათა მაგნიტური ველი: რა არის ეს?).
“SKA-ს მგრძნობელობის მაგალითად შეილძება ითქვას, რომ ობსერვატორიას შეუძლია მარსის ზედაპირზე მყოფი ასტრონავტის ჯიბეში მომუშავე მობილური ტელეფონი აღმოაჩინოს, ჩვენგან 225 მილიონი კილომეტრის მანძილზე. თუ ახლოს მდებარე რომელიმე ვარსკვლავთან არსებულ ეგზოპლანეტებზე ტექნიკური განვითარების თვალსაზრისით ჩვენთან ახლოს მდგომი ცივილიზაციებია, SKA-ს შეელება მათი საკომუნიკაციო ქსელებიდან მრაველჯერ არეკლილი რადიოსიგნალებიც კი აღმოჩინოს. ეს იქნება მსოფლიოში პირველი რადიოტელესკოპი, რომელსაც ამის უნარი შესწევს, მაღალი მგრძნობელობიდან გამომდინარე” – ამბობენ პროექტის მონაწილეები.
SKAO-ს მხედველობის არეში მოექცევა ტრადიციული რადიო ასტრონომიული ობიექტებიც: ნეიტრონული ვარსკვლავები, ზემასიური შავი ხვრელები და ა.შ. გეგმის მიხედვით, ობსერვატორია 50 წელი იმუშავებს (მოკლედ რადიოტალღებისა და რადიოასტრონომიის შესახებ).