Bilim Adamları Dünyanın İlk Arka Delik Görüntüsünü Oluşturmak İçin Nasıl İşbirliği Yaptı?

Geçtiğimiz Nisan ayında, dünyanın dört bir yanından yüzlerce bilim insanından oluşan bir koalisyon, daha önce imkansız olduğu düşünülen bir şeyi başarmak için bir araya geldi: Bir kara deliğin ilk görüntüsüOlay Ufku Teleskobu (EHT) projesinin bir parçası olarak.

Jonathan Weintroub, tasarımında başrol oynayan bir elektrik mühendisi ve bilim adamıdır. tüm dizi için dijital enstrümantasyon ve ilk başlangıcından bu yana EHT ile ilgilenen kişiler aşamalar. Digital Trends onunla bu kadar çok insanı, kurumu ve teleskopu tek bir ortak amaç doğrultusunda bir araya getirmenin zorluklarını anlattı.

Bu makale İşbirliği Yoluyla İnovasyon serimizin bir parçasıdır

İşbirliği insanlığın süper gücüdür. Dünyanın şimdiye kadar gördüğü en önemli ilerlemelerden bazılarını mümkün kıldı ve bu seride, doğru gerçekleşen işbirliğinin en inanılmaz ve ilham verici örneklerinden bazılarını sergileyeceğiz Şimdi.

Yeni bir işlev için teleskopların güçlendirilmesi

Proje, altı farklı yerde sekiz farklı teleskopun kullanılmasını gerektirdi. Ancak bu teleskoplar bu görev için özel olarak üretilmedi; Weintroub ve meslektaşları mevcut teleskopları alıp onları küresel bir dizinin parçası haline getirmek için yeni ekipmanlarla donattılar.

Teleskopların çoğu, Antarktika'daki Güney Kutbu Teleskobu veya IRAM gibi tek parabolik çanaklardı. Weintroub, İspanya'daki 30 metrelik teleskopla "televizyonunuz için uydu anteninize benziyor ama daha büyük" diyor. açıkladı. Ekip her çanağa iki parça ekipman yerleştirdi: İlk olarak, analogdan dijitale dönüştürücü ve kaydedici başına 256 terabayt depolama alanına sahip bir Linux bilgisayardan oluşan bir dijital arka uç vardı. Bu kayıt cihazlarından dördü saha başına toplam 1,2 petabayt veri tutuyordu.

İkincisi, dizi boyunca doğru okumalar elde etmek için kesin zaman damgaları gerekli olduğundan atom saati vardı. Weintroub, "Bu, yatakhanedeki bir buzdolabı büyüklüğünde ve zamanı her on milyon yılda bir saniyeye kadar ölçebiliyor" dedi.

İlgili teleskoplardan bazıları, Hawaii'deki Milimetre-altı Dizisi veya Şili'deki Atacama Büyük Milimetre/Milimetre-altı Dizisi gibi birden fazla çanaktan oluşan dizilerdi. EHT projesi için bu dizilerin tek bir istasyon gibi hareket etmesi gerekiyor. Weintroub'un açıkladığı gibi bu, fazladan bir işleme adımını içeriyordu: "Bilgisayarda yaptığımız standart işlemeyi yapmak yerine, Dizideki her bir teleskoptan gelen çıktıları toplayan ve yalnızca bir sinyal sunan özel bir cihaz oluşturuyoruz. dijitalleştiriyoruz.”

Güzel havanın tesadüfü

Veriler her teleskop sahasında toplandıktan sonra, işlenmek üzere Massachusetts'teki veya Almanya'nın Bonn kentindeki merkezi bir konuma gönderildi. Ancak Weintroub, "Her istasyondaki 1,2 petabayt, internet üzerinden göndermek için çok fazla veridir" dedi. "Dolayısıyla bu diskleri fiziksel olarak bir kutuya koyuyoruz ve merkezi bir konuma gönderiyoruz."

Ancak Güney Kutbu'ndaki teleskopun diskleri zorlu bir işti. "Güney Kutbu'na ne FedEx ne de UPS hizmet veriyor ve nisan ayında gözlem yaptığımızda hava hizmeti yok. Şubat ayı sonlarında uçakları kapattılar ve orada sadece diskleri paketleyen çekirdek bir personel kaldı. Bir uçağın gelip uçuşlara başlaması için altı ay bekliyoruz. Güney Kutbu verileri için altı ay bekledik.”

Bir diğer pratik konu ise her bölgedeki hava durumuydu. EHT projesinde kullanılanlar gibi yüksek frekanslı radyo teleskoplar atmosferdeki suya karşı son derece hassastır ve etkili bir şekilde çalışabilmeleri için açık gökyüzüne ihtiyaç duyarlar. Teleskopların çoğunun Şili'deki Atacama Çölü veya Hawaii'deki Mauna Kea gibi çok kuru atmosfere sahip yüksek rakımlı yerlere yerleştirilmesinin nedeni budur. Öyle olsa bile, gözlem her alanda iyi hava koşulları gerektirir. "Bunun işe yaramasını istiyorsanız, tüm sahalarda havanın güzel olması gerekir. Görünen o ki bu oldukça nadir oluyor.”

Hava koşulları sadece bilimi değil bilim insanlarını da etkiliyor. Aşırı rakım ve düşük nem, şantiyelerde çalışan insanlar için kendi zorluklarını da beraberinde getiriyor. "Dağın tepesinde çok az su buharı var. Bir çöl gibi. Cildiniz çatlıyor, dudaklarınıza koruma sürmeniz gerekiyor.” Rakım konusuna gelince, “6 bin metreye varan rakımlardayız. Atmosfer basıncı deniz seviyesindeki basıncın yaklaşık %60'ı kadardır. Yükseklik hastalığına yakalanırsınız ve başınız ağrır. Koşullara uyum sağlamak için bilim adamları, giderek artan yüksek rakımlarda birkaç gün geçirerek alışıyorlar.

İnsanları ve kuruluşları bir araya getirmek

EHT, çeşitli teleskoplar üzerinde zaman kazanmak için yarışan birçok projeden yalnızca biriydi. Teleskoplara gereğinden fazla abone olunması, tahsis edilebilecek olandan daha fazla projenin bunları kullanmak için başvuruda bulunduğu anlamına geliyor; bu nedenle, aletlere zaman ayırma konusunda rekabet söz konusu olabilir. Hükümetleri, kuruluşları ve bilim adamlarını çeşitli platformlarda EHT zamanına izin vermeleri için sıkıştırmaya çalışmak Özellikle EHT'nin dönüm noktası niteliğindeki sonucu manşetlere çıkmadan önce, teleskopların kullanımı bir "kol bükme meselesiydi". 2019.

Ve farklı ülkelerde yaşayan çok sayıda insanı koordine etme sorunu var. Araştırmacıların Doğu Asya'dan Hawaii'ye kadar farklı zaman dilimlerinde yaşamasının pratikliği, telekonferans için buluşacak zaman bulmanın neredeyse imkansız olduğu anlamına geliyor. Weintroub, herkesin gece yarısı kalkmak zorunda kalmadan katılabilmesi için her küresel toplantının iki versiyonunu organize etti.

Kişisel zorluklar

Ayrıca işbirlikçi bilimsel çalışmanın sıklıkla gözden kaçan kişiler arası yönü de vardır. Weintroub, "Tüm bu teleskopların bir araya getirilmesi, işbirliği dünyasının geri kalanı için bir model olarak sunuldu, ancak karmaşık müzakereler içeriyordu" dedi. "İşbirliğinin 12 araştırmacıdan oluşan bir gruptan 250'nin üzerinde bir gruba çıkması kesinlikle bir zorluktur. İşbirliği içerisinde belli miktarda doğal rekabet ve rekabet vardır. Bu biraz kişisel bir zorluk olabilir."

Bilimsel çevrelerde, yazarların yayınlanan makalelere göreceli katkıları, adlarının listelenme sırasına göre yansıtılır. Ancak her araştırmacının bu kadar büyük bir projeye bireysel katkılarını belirlemeye çalışmak aslında imkansızdı. Ekip üyelerinden bazıları proje üzerinde on yıldır çalışıyorken, diğerleri yalnızca son birkaç yılda katıldı. Ve araştırmacıların üzerinde, özellikle de kariyerlerinin başında olanların üzerinde, adlarının önemli yayınlarda belirgin bir şekilde yer alması konusunda muazzam bir baskı var.

Weintroub, "Yazarlık konusunda pek çok tartışma vardı" dedi. Sonuç olarak, EHT projesi sonucunda ortaya çıkan makalelerde “yazarlık tamamen alfabetiktir. Tartışmanın bir parçası olduktan sonra bunu yapmanın tek yolu buydu.”

Olağanüstü bir sonuç

Tüm bu çalışma ve koordinasyon, Messier 87 galaksisinde bulunan bir kara deliğin ilk kez görüntülenmesiyle gerçekten dikkate değer bir sonuca ulaştı. Ve EHT projesi, gelecekte daha fazla kara deliğin daha büyük hassasiyetle görüntülenmesi için projeye daha fazla teleskopun katılmasıyla devam edecek.

Editörlerin Önerileri

• Dünyanın ilk kara delik fotoğrafını çektiler. Şimdi video çekiyorlar
• Gökbilimciler binlerce kara deliği tanımlamak için yardımınızı istiyor
• Gökbilimciler kara deliklerin evrimini anlamak için küçük galaksileri araştırıyor
• Yeni çalışma, süper kütleli kara deliklerin etrafında gezegenlerin oluşabileceğini gösteriyor
• Gökbilimciler galaksimizde 'imkansız' bir kara delik keşfetti

Yaşam tarzınızı yükseltinDigital Trends, en son haberler, eğlenceli ürün incelemeleri, anlayışlı başyazılar ve türünün tek örneği olan ön incelemelerle okuyucuların teknolojinin hızlı tempolu dünyasını takip etmelerine yardımcı olur.