برای یادگیری و شناخت جهان به ابزارهای گران قیمتی نیاز است. اما همین پروژه های گران، دانش علمی را به گونه ای به جلو سوق داده که بدون این ابزار ممکن نبود. شاید بتوان گفت همین آرزوهای اخترشناسان درنهایت باعث دست یافتن به ناشناخته ها می شود.
هر ۱۰ سال، اخترشناسان و اخترفیزیکدانان اولویتهای سختافزار مورد نیاز خود را در بررسی دههای درباره نجوم و اخترفیزیک ترسیم میکنند. جدیدترین نسخه این نظرسنجی توسط آکادمی های ملی علوم، مهندسی و پزشکی در اواخر سال ۲۰۲۱ منتشر شد و بحث ها در مورد بودجه برای سال مالی آینده به شدت در جریان است.
جدیدترین لیست آرزوها مملو از پروژه های جذاب است. البته دیدن اینکه کدام یک از آنها بودجه دریافت می کنند و چه تحقیقاتی از آنها حاصل می شود، هیجان انگیز خواهد بود.
جلسه ای برای ذهن ها
نظرسنجی دههای از ستارهشناسان تأثیرگذار است. زیرا همه را مجبور میکند در یک شرایط قرار بگیرند و انتخابهای سختی داشته باشند. باید جاهطلبی را با واقعگرایی تعدیل کرد. اما وقتی ستارهشناسان و اخترفیزیکدانان از زیرشاخههای متعدد همه با هم کار میکنند، ایدههایی را ارائه میکنند که کل حوزه را پیش میبرد. از دهه ۱۹۶۰، هر ۱۰ سال یکبار، اخترشناسان و اخترفیزیکدانان آمریکایی گرد هم میآیند تا فهرستی از اولویتها برای امکانات و ابزار جدید ایجاد کنند.
جدیدترین گزارش با عنوان «مسیرهای کشف در نجوم و اخترفیزیک برای دهه ۲۰۲۰» است.
این به کنگره و سه آژانس فدرال که اکثر تحقیقات نجومی را تأمین می کنند هدایت می شود: ناسا، بنیاد ملی علوم و وزارت انرژی. میلیاردها دلار در تحقق این لیست ها هزینه می شود.
تهیه گزارش ها یک کار بزرگ است که شامل ۲۰ نفر در کمیته اصلی و بیش از ۱۰۰۰ نفر در گزارش نهایی است. این کمیته ۵۷۳ کاغذ را بررسی کرد که همگی در مورد پروژه های خاص و قابلیت های نجومی بحث می کردند. گزارش نهایی ۶۱۵ صفحه دارد و خواندن آن سبک نیست.
این رویکرد کار می کند. برخی از جاه طلبانه ترین و پربارترین ماموریت های علمی ناسا (مانند تلسکوپ فضایی هابل و جیمز وب) از طریق بررسی های دهه ای، پیشنهاد و تامین مالی شدند.
دانش گسترده
این کمیته ۲۴ سوال کلیدی علمی را برای نسل بعدی نجوم شناسایی کرد. اینها به سه موضوع اصلی تقسیم می شوند که در بزرگترین مقیاس علمی هستند. امکانات موجود در لیست آرزوهای اخترشناسان برای رسیدگی به این موضوعات طراحی شده است.
اولین مورد مطالعه جهان های مشابه زمین است. به لطف رشد انفجاری در کشف سیارات فراخورشیدی، تعداد سیارات شناخته شده خارج از منظومه شمسی تقریباً هر دو سال یکبار دو برابر می شود.
در میان بیش از ۵۰۰۰ سیاره فراخورشیدی شناخته شده، صدها سیاره فراخورشیدی مشابه زمین هستند و به طور بالقوه می توانند حیات را پشتیبانی کنند. هدف اصلی برای دهه آینده، ساخت تلسکوپهای بزرگ جدید بر روی زمین و در فضا با ابزارهایی است که میتوانند جو سیارات زمینمانند را «بو بکشند» تا بتوانند گازهایی مانند اکسیژن را که توسط میکروبها ایجاد میشوند، شناسایی کنند.
دومین مورد، پیشبرد نجوم چند پیام رسان است. یک رشته نسبتاً جدید از اخترفیزیک که اطلاعاتی در مورد امواج گرانشی، ذرات بنیادی و تشعشعات الکترومغناطیسی می گیرد و همه آنها را برای به دست آوردن بینش عمیق تری در مورد اخترفیزیک زیربنایی جهان ترکیب می کند.
در این مورد، نیاز به ابزارهای جدید علمی نیست، بلکه نیاز به کمک های مالی بیشتر است تا محققان بتوانند با یکدیگر همکاری کنند و داده ها را به اشتراک بگذارند. هدف علم، کسب اطلاعات بیشتر در مورد انفجارهای کیهانی و ادغام اجرام فشرده مانند ستاره های نوترونی و سیاهچاله ها است.
موضوع نهایی نیز مطالعه اکوسیستم های کیهانی، به ویژه منشاء و تکامل کهکشان ها و سیاهچاله های عظیم در مراکز آنها است. با نگاه کردن به کهکشان های بسیار دور، ستاره شناسان می توانند به گذشته نگاه کنند، زیرا نور برای رسیدن به زمین زمان می برد.
بنابراین برای درک این سیستمهای عظیم و پیچیده، دانشمندان به تلسکوپهای نوری غولپیکر برای یافتن کهکشانهای دور در جهان جوان و همچنین تلسکوپهای رادیویی برای نگاه کردن به قلب غبارآلود آنها و آشکار کردن سیاهچالهها نیاز دارند.
لیست آرزوهای اخترشناسان و ستاره شناسی
در اینجا چند نکته بسیار هیجان انگیز از صدها مورد موجود در لیست آرزوهای اخترشناسان آورده شده است.
ابتدا، این گزارش توصیه می کند که یک میلیارد دلار برای توسعه فناوری برای ساخت نسل بعدی “رصدخانه های بزرگ” در فضا هزینه شود. گل سرسبد این ماموریت ها یک تلسکوپ نوری با یک آینه عظیم ۶ متری خواهد بود.(که قرار است در دهه ۲۰۴۰ با قیمت چشمگیر ۱۱ میلیارد دلار به فضا پرتاب شود) این آینه هشت برابر بزرگتر از آینه هابل خواهد بود و برای مطالعه سیارات مشابه زمین در سایر منظومه های شمسی و به طور بالقوه شناسایی حیات طراحی شده است.
این گزارش همچنین ساخت دو تلسکوپ فضایی کوچکتر را برای کار در طول موج های مادون قرمز و اشعه ایکس توصیه می کند که هزینه هر کدام بین ۳ تا ۵ میلیارد دلار است.
اما تلاش های مداری تنها اهداف این گزارش نیستند. در این گزارش همچنین درخواست بودجه برای ساخت یک تلسکوپ نوری غول پیکر روی زمین با قطر ۲۵ تا ۳۰ متر شده است. این ۵ تا ۷ برابر مساحت جمعآوری نور بزرگترین تلسکوپ امروزی است. دو پیشنهاد برای ساخت این تلسکوپ که نزدیک به ۲ میلیارد دلار هزینه دارد با هم رقابت می کنند.
این گزارش همچنین از بنیاد ملی علوم میخواهد که ۳ میلیارد دلار برای یک آرایه جدید از ۲۶۳ تلسکوپ رادیویی که کل ایالات متحده را در بر میگیرد، هزینه کند. این تلسکوپ می تواند تصاویر رادیویی با حساسیت ۱۰ برابر و وضوح ۲۰ برابر هر امکانات قبلی تولید کند و به دانشمندان این امکان را می دهد تا اعماق کیهان را ببینند و اجرام غیرقابل تشخیص قبلی را کشف کنند.
یکی دیگر از موارد موجود در لیست آرزوها، یک جفت تلسکوپ ۶۵۰ میلیون دلاری مایکروویو در شیلی و قطب جنوب است که درخشش پس از انفجار بزرگ را ترسیم می کند. همانطور که خواندید، برای دستیابی به اهداف علمی در این زمینه به مقدار زیادی پول نیاز است.
علم چیزی بیش از جستجوی دانش است. به عنوان بخشی از بررسی های دهه اخیر، ستاره شناسان و اخترفیزیکدانان از این فرصت استفاده کرده اند تا به درون خود نگاه کنند و وضعیت این حرفه را قضاوت کنند. این شامل نگاه کردن به تنوع و شمول، آب و هوای محل کار و کمک ستاره شناسان به آموزش و اطلاع رسانی است.
اگر حتی بخش کوچکی از فهرست آرزوهای اخترشناسان به واقعیت تبدیل شود، نه تنها درک ما از جهان را افزایش میدهد، بلکه (به همان اندازه مهم) به جامعه نجوم و اخترفیزیک متنوعتر و دلسوزتر منجر میشود.