Praėjusį balandį šimtų mokslininkų iš viso pasaulio koalicija susibūrė, kad pasiektų tai, kas anksčiau buvo laikoma neįmanoma: sukurti pirmasis juodosios skylės vaizdas, kaip projekto „Event Horizon Telescope“ (EHT) dalis.
Turinys
- Teleskopų modernizavimas naujai funkcijai
- Gero oro sutapimas
- Žmonių ir organizacijų samdymas
- Asmeniniai iššūkiai
- Įspūdingas rezultatas
Jonathanas Weintroubas yra elektros inžinierius ir mokslininkas, vaidinęs pagrindinį vaidmenį kuriant skaitmeniniai prietaisai visam masyvei ir kas buvo susijęs su EHT nuo pat pradžių etapai. Skaitmeninės tendencijos kalbėjo su juo apie iššūkius suburti tiek daug žmonių, institucijų ir teleskopų siekiant vieno bendro tikslo.
Bendradarbiavimas yra žmonijos supergalia. Tai leido padaryti kai kuriuos reikšmingiausius pasiekimus, kuriuos kada nors matė pasaulis, ir šioje serijoje parodysime keletą neįtikėtiniausių ir įkvepiančių teisingo bendradarbiavimo pavyzdžių dabar.
Teleskopų modernizavimas naujai funkcijai
Projektui reikėjo naudoti aštuonis skirtingus teleskopus šešiose skirtingose vietose. Tačiau šie teleskopai nebuvo sukurti šiai užduočiai atlikti – Weintroubas ir jo kolegos paėmė esamus teleskopus ir aprūpino juos nauja įranga, kad jie taptų pasaulinio masto dalimi.
Susijęs
- Hablas galėjo rasti „trūkstamą grandį“ formuojant juodąją skylę
- Hablas vaizduoja dulkėtą galaktiką, kad sužinotų apie supermasyvias juodąsias skyles
- Astronomai aiškina, kuo visatos aušroje maitinosi alkanos supermasyvios juodosios skylės
Dauguma teleskopų buvo pavieniai paraboliniai indai, tokie kaip Pietų ašigalio teleskopas Antarktidoje arba IRAM 30 metrų teleskopas Ispanijoje, „kad jie atrodytų kaip jūsų palydovinė antena jūsų televizoriui, bet didesnė“, Weintroub paaiškino. Komanda kiekvienam patiekalui pritaikė po dvi įrangos dalis: Pirma, buvo skaitmeninis užpakalinis keitiklis, sudarytas iš analoginio į skaitmeninį keitiklį ir Linux kompiuterio su 256 terabaitais atminties kiekviename įrašymo įrenginiu. Keturiuose iš šių įrašymo įrenginių vienoje svetainėje iš viso buvo 1,2 petabaitų duomenų.
Antra, buvo atominis laikrodis, nes tikslios laiko žymos yra būtinos norint gauti tikslius rodmenis visame masyve. „Tai yra bendrabučio šaldytuvo dydžio, o kas dešimt milijonų metų jis laiko maždaug sekundę“, – sakė Weintroubas.
Kai kurie teleskopai buvo masyvai, sudaryti iš kelių indų, pavyzdžiui, submilimetrų masyvas Havajuose arba Atacama didelis milimetrų / submilimetrų masyvas Čilėje. EHT projektui šie masyvai turi veikti kaip viena stotis. Tai apėmė papildomą apdorojimo veiksmą, kaip paaiškino Weintroubas: „Užuot atlikę standartinį apdorojimą, kurį atliekame signalus, mes sukuriame specialų instrumentą, kuris susumuoja kiekvieno masyvo teleskopo išvestį ir pateikia tik vieną signalą skaitmeninimas“.
Gero oro sutapimas
Kai duomenys buvo surinkti kiekvienoje teleskopo vietoje, jie buvo išsiųsti į centrinę vietą, kad būtų galima apdoroti Masačusetse arba Bonoje, Vokietijoje. Tačiau „1,2 petabaito kiekvienoje stotyje yra per daug duomenų, kad būtų galima siųsti internetu“, – sakė Weintroubas. "Taigi mes fiziškai supakuojame šiuos diskus į dėžę ir išsiunčiame juos į centrinę vietą."
Tačiau Pietų ašigalio teleskopo diskai pasirodė esąs iššūkis. „Nei FedEx, nei UPS neaptarnauja Pietų ašigalio, o kai atliekame stebėjimą balandžio mėnesį, oro susisiekimo paslaugos neteikiamos. Vasario pabaigoje jie uždarė lėktuvus, o ten yra tik karkasas, kuris pakuoja diskus. Laukiame šešis mėnesius, kol atskris lėktuvas ir pradės važiuoti. Pietų ašigalio duomenų laukėme šešis mėnesius.
Kitas praktinis klausimas buvo oras kiekvienoje vietoje. Aukšto dažnio radijo teleskopai, kaip ir naudojami EHT projekte, yra itin jautrūs atmosferos vandeniui, todėl norint efektyviai veikti, reikalingas giedras dangus. Štai kodėl dauguma teleskopų yra dideliame aukštyje, kur labai sausa atmosfera, pavyzdžiui, Atakamos dykumoje Čilėje arba Mauna Kea Havajuose. Nepaisant to, stebėjimui reikia gero oro kiekvienoje vietoje. „Jei norite, kad tai veiktų, visose aikštelėse turi būti geras oras. Pasirodo, tai nutinka gana retai.
Oro sąlygos turi įtakos ne tik mokslui, bet ir mokslininkams. Ekstremalus aukštis ir žema oro drėgmė objektuose dirbantiems žmonėms kelia savų iššūkių. „Kalno viršūnėje labai mažai vandens garų. Tai kaip dykuma. Tavo oda skilinėja, reikia lūpas uždėti apsauga“. O kalbant apie aukštį: „Esame iki 6000 metrų aukštyje. Atmosferos slėgis sudaro apie 60% jūros lygio slėgio. Jus suserga aukščio liga ir skauda galvą. Kad prisitaikytų prie sąlygų, mokslininkai aklimatizuojasi praleisdami kelias dienas vis didesniame aukštyje.
Žmonių ir organizacijų samdymas
EHT buvo tik vienas iš daugelio projektų, konkuruojančių dėl laiko įvairiuose teleskopuose. Teleskopai yra per daug užsakomi, o tai reiškia, kad jiems reikia naudoti daugiau projektų, nei gali būti skirta, todėl gali būti konkurencinga, kad gautumėte laiko prie prietaisų. Stengiamasi suburti vyriausybes, organizacijas ir mokslininkus, kad EHT skirtų laiką įvairiems teleskopai buvo „rankos sukimo reikalas“, ypač prieš tai, kai žymus EHT rezultatas pasirodė antraštėse 2019.
Ir yra daugybės žmonių, gyvenančių įvairiose šalyse, koordinavimo problema. Praktiniai tyrėjai, gyvenantys laiko juostose nuo Rytų Azijos iki Havajų, reiškia, kad beveik neįmanoma rasti laiko susitikti telekonferencijoms. Weintroubas suorganizavo dvi kiekvieno pasaulinio susitikimo versijas, kad kiekvienas galėtų jame dalyvauti, nekeldamas vidury nakties.
Asmeniniai iššūkiai
Taip pat dažnai nepastebimas tarpasmeninis bendradarbiavimo mokslinio darbo aspektas. „Visų šių teleskopų sujungimas buvo pristatytas kaip pavyzdys visam likusiam bendradarbiavimo pasauliui, tačiau tai buvo sudėtingos derybos“, - sakė Weintroubas. „Neabejotinai kyla iššūkių, kai bendradarbiavimas iš 12 tyrėjų grupės išauga į daugiau nei 250 tyrėjų grupę. Bendradarbiaujant yra tam tikra natūrali konkurencija ir konkurencija. Tai gali būti nedidelis asmeninis iššūkis.
Įvykio horizonto teleskopas – Sveiki iš LMT
Mokslo sluoksniuose santykinis autorių indėlis į publikuojamus straipsnius atsispindi jų pavardžių sąrašo tvarka. Tačiau bandyti nustatyti individualų kiekvieno tyrėjo indėlį į tokį didžiulį projektą buvo iš esmės neįmanoma. Kai kurie komandos nariai prie projekto dirbo dešimtmetį, o kiti prisijungė tik kelerius pastaruosius metus. Be to, mokslininkai, ypač karjeros pradžioje, patiria didžiulį spaudimą, kad jų vardas būtų matomas svarbiuose leidiniuose.
„Buvo daug diskusijų dėl autorystės“, - sakė Weintroubas. Galų gale, dokumentuose, parengtuose dėl EHT projekto, „autorystė yra grynai abėcėlinė. Po dalyvavimo diskusijoje tai buvo vienintelis būdas tai padaryti.
Įspūdingas rezultatas
Visas šis darbas ir koordinavimas pasiekė tikrai puikų rezultatą – pirmasis juodosios skylės vaizdas, esantis Mesjė 87 galaktikoje. Ir EHT projektas bus tęsiamas, prie projekto prisijungus dar daugiau teleskopų, kad ateityje būtų galima atvaizduoti daugiau juodųjų skylių ir dar didesnio jautrumo.
Redaktorių rekomendacijos
- Jie nufotografavo pirmąją pasaulyje juodosios skylės nuotrauką. Dabar jie filmuoja vaizdo įrašą
- Astronomai nori jūsų pagalbos identifikuojant tūkstančius juodųjų skylių
- Astronomai ieško mažyčių galaktikų, kad suprastų juodųjų skylių evoliuciją
- Planetos gali formuotis aplink supermasyvias juodąsias skyles, rodo naujas tyrimas
- Astronomai atrado „neįmanomą“ juodąją skylę mūsų galaktikoje
Atnaujinkite savo gyvenimo būdąSkaitmeninės tendencijos padeda skaitytojams stebėti sparčiai besivystantį technologijų pasaulį – pateikiamos visos naujausios naujienos, smagios produktų apžvalgos, įžvalgūs vedamieji leidiniai ir unikalūs žvilgsniai.
