Viime huhtikuussa satojen tiedemiesten koalitio eri puolilta maailmaa kokoontui saavuttaakseen jotain, mitä aiemmin pidettiin mahdottomina: tuottaa ensimmäinen kuva mustasta aukosta, osana Event Horizon Telescope (EHT) -projektia.
Sisällys
- Teleskooppien jälkiasennus uutta toimintoa varten
- Hyvän sään sattuma
- Ihmisten ja organisaatioiden rinnastaminen
- Henkilökohtaisia haasteita
- Merkittävä tulos
Jonathan Weintroub on sähköinsinööri ja tiedemies, joka näytteli johtavaa roolia laitteen suunnittelussa digitaalista instrumentointia koko ryhmälle, ja joka on ollut mukana EHT: n kanssa sen varhaisimmista ajoista lähtien Tasot. Digital Trends puhui hänen kanssaan haasteista, jotka liittyvät niin monien ihmisten, instituutioiden ja teleskooppien yhdistämiseen yhdelle yhteiselle tavoitteelle.
Yhteistyö on ihmiskunnan supervoima. Se on mahdollistanut joitakin merkittävimmistä edistysaskeleista, joita maailma on koskaan nähnyt, ja tässä sarjassa esittelemme joitain uskomattomimmista ja inspiroivimpia esimerkkejä yhteistyöstä, joka tapahtuu oikein nyt.
Teleskooppien jälkiasennus uutta toimintoa varten
Projekti vaati kahdeksan eri teleskoopin käyttöä kuudessa eri paikassa. Näitä teleskooppeja ei kuitenkaan tehty mittatilaustyönä tähän tehtävään – Weintroub ja hänen kollegansa ottivat olemassa olevat teleskoopit ja varustivat ne uusilla laitteilla tehdäkseen niistä osa maailmanlaajuista joukkoa.
Liittyvät
- Hubble on saattanut löytää "puuttuvan linkin" mustan aukon muodostumisesta
- Hubble kuvaa pölyistä galaksia saadakseen tietoa supermassiivisista mustista aukoista
- Tähtitieteilijät selittävät, mikä ruokkii nälkäisiä supermassiivisia mustia aukkoja universumin kynnyksellä
Useimmat kaukoputket olivat yksittäisiä parabolisia maljoja, kuten Etelänapateleskooppi Etelämantereella tai IRAM 30 metrin teleskooppi Espanjassa, "joten ne näyttävät satelliittiantenniltasi televisiossasi, mutta isommilta", Weintroub selitti. Tiimi sovitti jokaiseen lautaseseen kaksi laitetta: Ensin oli digitaalinen taustaohjelma, joka koostui analogia-digitaalimuuntimesta ja Linux-tietokoneesta, jossa oli 256 teratavua tallennustilaa tallenninta kohti. Neljä näistä tallentimista sivustoa kohden sisälsi yhteensä 1,2 petatavua tietoa.
Toiseksi siellä oli atomikello, koska tarkat aikaleimat ovat välttämättömiä tarkkojen lukemien saamiseksi taulukosta. "Se on asuntolan jääkaapin kokoinen, ja se pitää ajan noin sekunnissa kymmenen miljoonan vuoden välein", Weintroub sanoi.
Jotkut mukana olleista kaukoputkista olivat useista maljoista koostuvia ryhmiä, kuten Submillimeter Array Havaijilla tai Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array Chilessä. EHT-projektissa näiden taulukoiden on toimittava yhtenä asemana. Tämä sisälsi ylimääräisen käsittelyvaiheen, kuten Weintroub selitti: "Sen sijaan, että tekisimme tavallisen käsittelyn, jota teemme signaaleja, rakennamme erikoisinstrumentin, joka summaa kunkin taulukon kaukoputken lähdön ja esittää vain yhden signaalin digitalisoimalla."
Hyvän sään sattuma
Kun tiedot oli kerätty kustakin teleskooppipaikasta, ne lähetettiin keskeiseen paikkaan käsittelyä varten joko Massachusettsiin tai Bonnissa, Saksassa. Mutta "1,2 petatavua kullakin asemalla on aivan liian paljon dataa lähetettäväksi Internetin kautta", Weintroub sanoi. "Joten pakkaamme nämä levyt fyysisesti laatikkoon ja toimitamme ne keskeiseen paikkaan."
Etelänavan kaukoputken levyt osoittautuivat kuitenkin haasteeksi. "Kumpikaan FedEx tai UPS eivät palvele etelänapaa, ja kun teemme havainnon huhtikuussa, lentoliikennettä ei ole. Helmikuun lopussa he sammuttivat lentokoneet ja siellä on vain luurankohenkilökunta, joka pakkaa levyt. Odotamme kuusi kuukautta ennen kuin lentokone saapuu ja ottaa ajot. Päädyimme odottamaan kuusi kuukautta etelänavan tietoja."
Toinen käytännön kysymys oli kunkin kohteen sää. Korkeataajuiset radioteleskoopit, kuten EHT-projektissa käytetyt, ovat erittäin herkkiä ilmakehän vedelle ja vaativat selkeää taivasta toimiakseen tehokkaasti. Tästä syystä useimmat kaukoputket sijaitsevat korkeissa paikoissa, joissa on erittäin kuiva ilmapiiri, kuten Atacaman autiomaassa Chilessä tai Mauna Keassa Havaijilla. Siitä huolimatta havainnointi vaatii hyvää säätä jokaisessa paikassa. ”Jos haluat sen toimivan, kaikilla työmailla on oltava hyvä sää. Sellaista tapahtuu melko harvoin, kuten käy ilmi."
Sääolosuhteet eivät vaikuta vain tieteeseen, vaan myös tutkijoihin. Äärimmäinen korkeus ja alhainen kosteus tuovat omat haasteensa työmailla työskenteleville. "Vuoren huipulla on hyvin vähän vesihöyryä. Se on kuin aavikko. Ihosi halkeilee, sinun on laitettava suoja huulille." Ja mitä tulee korkeuteen, "Olemme ylhäällä jopa 6 000 metrin korkeudessa. Ilmanpaine on noin 60 % merenpinnan paineesta. Saat korkeuspahoinvoinnin ja päänsäryn." Sopeutuakseen olosuhteisiin tutkijat sopeutuvat viettämällä muutaman päivän yhä korkeammissa korkeuksissa.
Ihmisten ja organisaatioiden rinnastaminen
EHT oli vain yksi monista projekteista, jotka kilpailivat ajasta eri kaukoputkissa. Teleskoopit ovat ylitilattuja, mikä tarkoittaa, että niiden käyttöön haetaan enemmän projekteja kuin on varattu, joten instrumenttien ajan saaminen voi olla kilpailukykyistä. Yritetään saada hallituksia, järjestöjä ja tiedemiehiä antamaan EHT: lle aikaa erilaisille kaukoputket olivat "käden vääntelykysymys", varsinkin ennen kuin EHT: n merkittävä tulos nousi otsikoihin 2019.
Ja kysymys on suuren eri maissa asuvien ihmisten koordinoinnista. Käytännön seikka, että tutkijat asuvat aikavyöhykkeillä Itä-Aasiasta Havaijiin, tarkoittaa, että on lähes mahdotonta löytää aikaa tapaamiseen puhelinkonferenssia varten. Weintroub järjesti jokaisesta maailmanlaajuisesta kokouksesta kaksi versiota, jotta kaikki voisivat osallistua yhteen ilman, että heidän tarvitsisi nousta ylös keskellä yötä.
Henkilökohtaisia haasteita
Siellä on myös usein huomiotta jäänyt tieteellisen yhteistyön henkilöiden välinen puoli. "Kaikkien näiden kaukoputkien yhdistäminen on esitetty mallina muulle yhteistyön maailmalle, mutta se sisälsi monimutkaisia neuvotteluja", Weintroub sanoi. "Haaste on varmasti haaste, kun yhteistyö kasvaa 12 tutkijan ryhmästä yli 250 tutkijaryhmäksi. Yhteistyössä on luonnollista kilpailua ja kilpailua. Se voi olla pieni henkilökohtainen haaste."
The Event Horizon Telescope - Terveisiä LMT: ltä
Tieteellisissä piireissä tekijöiden suhteellinen panos julkaistuihin kirjoituksiin heijastuu siinä järjestyksessä, jossa heidän nimensä on lueteltu. Mutta jokaisen tutkijan yksittäisen panoksen määrittäminen tällaiseen valtavaan projektiin oli käytännössä mahdotonta. Jotkut tiimin jäsenet olivat työskennelleet projektin parissa kymmenen vuoden ajan, kun taas toiset liittyivät mukaan vasta muutaman viime vuoden aikana. Ja etenkin uransa alkuvaiheessa olevilla tutkijoilla on valtava paine saada nimensä näkyvästi esiin tärkeissä julkaisuissa.
"Tekijyydestä käytiin paljon keskustelua", Weintroub sanoi. Loppujen lopuksi EHT-projektista syntyneissä papereissa ”tekijä on puhtaasti aakkosellinen. Osallistuttuani keskusteluun tämä oli ainoa tapa, jolla se olisi voitu tehdä.
Merkittävä tulos
Kaikella tällä työllä ja koordinoinnilla saavutettiin todella merkittävä tulos Messier 87 -galaksissa sijaitsevasta mustasta aukosta otetusta kuvasta. Ja EHT-projekti jatkuu, ja projektiin liittyy entistä enemmän kaukoputkia, jotka kuvaavat lisää mustia aukkoja entistä herkemmin tulevaisuudessa.
Toimittajien suositukset
- He ottivat maailman ensimmäisen mustan aukon valokuvan. Nyt he kuvaavat videota
- Tähtitieteilijät haluavat apuasi tuhansien mustien aukkojen tunnistamisessa
- Tähtitieteilijät etsivät pieniä galakseja ymmärtääkseen mustien aukkojen evoluutiota
- Planeetat voivat muodostua supermassiivisten mustien aukkojen ympärille, uusi tutkimus osoittaa
- Tähtitieteilijät löytävät galaksissamme "mahdottoman" mustan aukon
Päivitä elämäntapasiDigital Trends auttaa lukijoita pysymään tekniikan nopeatempoisessa maailmassa uusimpien uutisten, hauskojen tuotearvostelujen, oivaltavien toimitusten ja ainutlaatuisten kurkistusten avulla.
