Bagaimana Para Ilmuwan Berkolaborasi untuk Menciptakan Gambar Lubang Belakang Pertama di Dunia

April lalu, koalisi ratusan ilmuwan dari seluruh dunia berkumpul untuk mencapai sesuatu yang sebelumnya dianggap mustahil: Menghasilkan gambar lubang hitam yang pertama kali, sebagai bagian dari proyek Event Horizon Telescope (EHT).

Jonathan Weintroub adalah seorang insinyur listrik dan ilmuwan yang memainkan peran utama dalam desain instrumentasi digital untuk seluruh rangkaian, dan siapa yang telah terlibat dengan EHT sejak awal tahapan. Digital Trends berbicara dengannya tentang tantangan menyatukan begitu banyak orang, institusi, dan teleskop dengan satu tujuan bersama.

Artikel ini adalah bagian dari seri kami, Inovasi melalui Kolaborasi

Kolaborasi adalah kekuatan super umat manusia. Hal ini telah memungkinkan beberapa kemajuan paling signifikan yang pernah terjadi di dunia, dan dalam seri ini, kami akan menampilkan beberapa contoh kolaborasi paling luar biasa dan inspiratif yang terjadi dengan benar Sekarang.

Memperbaiki teleskop untuk fungsi baru

Proyek ini memerlukan penggunaan delapan teleskop berbeda di enam lokasi berbeda. Teleskop-teleskop ini tidak dibuat khusus untuk tugas ini – Weintroub dan rekan-rekannya mengambil teleskop yang sudah ada dan melengkapinya dengan peralatan baru untuk menjadikannya bagian dari rangkaian global.

Sebagian besar teleskop berbentuk piringan parabola tunggal, seperti Teleskop Kutub Selatan di Antartika atau IRAM Teleskop 30 meter di Spanyol, “jadi terlihat seperti parabola untuk televisi Anda, tapi lebih besar,” Weintroub menjelaskan. Tim memasang dua peralatan pada setiap antena piringan: Pertama, ada backend digital yang terdiri dari konverter analog ke digital dan komputer Linux dengan penyimpanan 256 terabyte per perekam. Empat dari perekam ini per situs menyimpan total 1,2 petabyte data.

Kedua, ada jam atom, karena stempel waktu yang tepat sangat penting untuk mendapatkan pembacaan yang akurat di seluruh array. “Ini seukuran lemari es asrama, dan mampu menjaga waktu sekitar satu detik setiap sepuluh juta tahun,” kata Weintroub.

Beberapa teleskop yang terlibat adalah susunan yang terdiri dari beberapa piringan, seperti Submillimeter Array di Hawaii atau Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array di Chile. Untuk proyek EHT, array ini harus bertindak sebagai stasiun tunggal. Hal ini melibatkan langkah pemrosesan ekstra, seperti yang dijelaskan Weintroub: “Daripada melakukan pemrosesan standar seperti yang kami lakukan pada sinyal, kami membuat instrumen khusus yang menjumlahkan keluaran dari setiap teleskop dalam susunan dan menyajikan hanya satu sinyal digitalisasi.”

Suatu kebetulan cuaca bagus

Setelah data dikumpulkan di setiap lokasi teleskop, data tersebut dikirim ke lokasi pusat untuk diproses, baik di Massachusetts atau di Bonn, Jerman. Namun “1,2 petabyte di setiap stasiun terlalu banyak data untuk dikirim melalui internet,” kata Weintroub. “Jadi kami secara fisik mengemas disk-disk ini ke dalam sebuah kotak dan mengirimkannya ke lokasi pusat.”

Namun, piringan teleskop di Kutub Selatan terbukti menjadi sebuah tantangan. “Baik FedEx maupun UPS tidak melayani Kutub Selatan, dan ketika kami melakukan observasi pada bulan April, tidak ada layanan udara. Pada akhir Februari mereka menutup pesawat dan hanya ada staf di sana, yang mengemas disket. Kami menunggu enam bulan sebelum pesawat tiba dan mengambil alih. Kami akhirnya menunggu enam bulan untuk mendapatkan data Kutub Selatan.”

Masalah praktis lainnya adalah cuaca di setiap lokasi. Teleskop radio frekuensi tinggi, seperti yang digunakan dalam proyek EHT, sangat sensitif terhadap air di atmosfer dan memerlukan langit cerah agar dapat beroperasi secara efektif. Oleh karena itu mengapa sebagian besar teleskop ditempatkan di lokasi dataran tinggi dengan atmosfer yang sangat kering, seperti Gurun Atacama di Chili atau Mauna Kea di Hawaii. Meski begitu, pengamatan tersebut memerlukan cuaca yang baik di setiap lokasi. “Jika Anda ingin ini berhasil, Anda harus memiliki cuaca yang baik di semua lokasi. Ternyata hal itu jarang terjadi.”

Kondisi cuaca tidak hanya mempengaruhi ilmu pengetahuan, namun juga para ilmuwan. Ketinggian yang ekstrim dan kelembapan yang rendah membawa tantangan tersendiri bagi pekerja di lokasi tersebut. “Uap air di puncak gunung sangat rendah. Ini seperti gurun. Kulitmu pecah-pecah, kamu perlu memberikan perlindungan pada bibirmu.” Dan jika menyangkut ketinggian, “Kami berada di ketinggian hingga 6.000 meter. Tekanan atmosfer sekitar 60% dari tekanan di permukaan laut. Anda terkena penyakit ketinggian dan sakit kepala.” Untuk menyesuaikan diri dengan kondisi, para ilmuwan melakukan adaptasi dengan menghabiskan beberapa hari di ketinggian.

Menguatkan orang dan organisasi

EHT hanyalah salah satu dari banyak proyek yang bersaing memperebutkan waktu di berbagai teleskop. Teleskop mengalami kelebihan pelanggan, yang berarti lebih banyak proyek yang diajukan untuk menggunakannya daripada yang dapat dialokasikan, sehingga menjadi kompetitif untuk mendapatkan waktu untuk instrumen tersebut. Mencoba untuk mengurung pemerintah, organisasi, dan ilmuwan untuk memberikan waktu EHT dalam berbagai hal teleskop adalah “masalah yang sulit untuk diatasi”, terutama sebelum hasil penting EHT menjadi berita utama 2019.

Dan ada masalah dalam mengkoordinasikan sejumlah besar orang yang tinggal di berbagai negara. Kepraktisan memiliki peneliti yang tinggal di zona waktu dari Asia Timur hingga Hawaii berarti hampir mustahil menemukan waktu bertemu untuk telekonferensi. Weintroub akhirnya mengorganisir dua versi dari setiap pertemuan global, hanya agar setiap orang dapat menghadiri satu pertemuan tanpa harus bangun di tengah malam.

Tantangan pribadi

Ada juga aspek antarpribadi yang sering diabaikan dalam karya ilmiah kolaboratif. “Penggabungan semua teleskop ini telah ditampilkan sebagai model kolaborasi seluruh dunia, namun hal ini melibatkan negosiasi yang rumit,” kata Weintroub. “Tentu saja ada tantangan ketika kolaborasi ini berkembang dari kelompok yang terdiri dari 12 peneliti menjadi kelompok yang beranggotakan lebih dari 250 orang. Dalam kolaborasi ini, terdapat sejumlah persaingan dan persaingan alami. Ini bisa menjadi sedikit tantangan pribadi.”

Di kalangan ilmiah, kontribusi relatif penulis terhadap makalah yang diterbitkan tercermin dalam urutan pencatatan nama mereka. Namun mencoba menentukan kontribusi masing-masing peneliti terhadap proyek sebesar itu pada dasarnya mustahil. Beberapa anggota tim telah mengerjakan proyek ini selama satu dekade, sementara yang lain baru bergabung dalam beberapa tahun terakhir. Dan terdapat tekanan yang sangat besar bagi para peneliti, terutama mereka yang baru memulai kariernya, agar nama mereka ditampilkan secara menonjol dalam publikasi-publikasi penting.

“Ada banyak perdebatan seputar kepenulisan,” kata Weintroub. Pada akhirnya, makalah hasil proyek EHT “penulisannya murni berdasarkan abjad. Setelah menjadi bagian dari perdebatan, inilah satu-satunya cara yang bisa dilakukan.”

Hasil yang luar biasa

Semua kerja keras dan koordinasi ini menghasilkan hasil yang sungguh luar biasa dari gambar lubang hitam pertama yang terletak di galaksi Messier 87. Dan proyek EHT akan terus berlanjut, dengan lebih banyak teleskop yang bergabung dalam proyek ini untuk memotret lebih banyak lubang hitam dengan sensitivitas yang lebih besar di masa depan.

Rekomendasi Editor

• Mereka mengambil foto lubang hitam pertama di dunia. Sekarang mereka sedang merekam video
• Para astronom membutuhkan bantuan Anda untuk mengidentifikasi ribuan lubang hitam
• Para astronom menelusuri galaksi-galaksi kecil untuk memahami evolusi lubang hitam
• Sebuah studi baru menunjukkan bahwa planet bisa terbentuk di sekitar lubang hitam supermasif
• Para astronom menemukan lubang hitam yang ‘mustahil’ di galaksi kita

Tingkatkan gaya hidup AndaTren Digital membantu pembaca mengawasi dunia teknologi yang bergerak cepat dengan semua berita terkini, ulasan produk yang menyenangkan, editorial yang berwawasan luas, dan cuplikan unik.