10-летний новый план вселенной

Американские астрономы в четверг призвали нацию инвестировать в новое поколение «чрезвычайно массивных» многомиллиардных телескопов, которые будут больше, чем любые телескопы, которые сейчас находятся на Земле или вращаются в космосе.

Инвестиции повлекут за собой спасение и объединение усилий двух конкурирующих проектов, Гигантского Магелланового телескопа и Тридцатиметрового телескопа. После завершения эти телескопы, оснащенные 25- и 30-метровыми первичными собирающими зеркалами, будут примерно в 100 раз более чувствительными, чем любой телескоп, который сейчас работает.

Они позволят астрономам глубже проникнуть в самое сердце далеких галактик, где бродят сверхмассивные черные дыры и выбрасываются потоки энергии; Исследуйте такие тайны, как темная материя и темная энергия; Изучение планет вокруг звезд, кроме Солнца. Возможно, самое главное, они могут поднять новые вопросы о природе Вселенной.

Но астрономы годами пытались собрать достаточно денег, чтобы реализовать свои мечты. В новом предложении Национальный научный фонд выделит 1,6 миллиарда долларов на завершение обоих проектов, а затем поможет запустить их в рамках новой программы под названием «Очень большой телескоп США».

В четверг астрономы также призвали НАСА приступить к новой миссии в Великие обсерватории и Программе технологической зрелости, которая позволит разработать серию астрофизических космических аппаратов в течение следующих 20-30 лет. Первый — это оптический телескоп, больший, чем космический телескоп Хаббла, и способный обнаруживать и изучать потенциально обитаемые планеты земного типа в ближайшей Вселенной. По словам астрономов, только НАСА может сделать это, отметив, что он может быть готов к 2040 году и будет стоить 11 миллиардов долларов.

Это были две самые важные рекомендации в долгожданном 614-страничном отчете «Пути к открытиям в астрономии и астрофизике на десятилетие 2020 года», выпущенном Национальными академиями наук, инженерии и медицины в четверг.

Каждые 10 лет в течение последних 70 лет Академия спонсировала опрос астрономического сообщества, чтобы определить приоритетность дорогостоящих элементов на следующее десятилетие. Десятилетний обзор, как известно, представляет интерес для Конгресса, НАСА, Национального научного фонда и Министерства энергетики.

В этом году усилия, проводимые под руководством Фионы А. Харрисон из Калифорнийского технологического института и Роберта К. Кенникотта-младшего из Университета Аризоны и Техасского университета A&M, заняли три года и повлекли за собой десятки встреч и обсуждений между 13 подгруппами, охватывающими каждую из них. . Отделение астрономии. В общей сложности для обзора было представлено 860 официальных документов, в которых описывалось, какие телескопы можно построить, какие космические миссии следует запустить, какие эксперименты или наблюдения следует провести, а также такие вопросы, как разнообразие, которые необходимо решить астрономическому сообществу.

В интервью д-р Харрисон сказал, что их комитет пытался уравновесить амбиции с количеством времени и денег, которые потребуются для этих проектов. Например, было выдвинуто много идей относительно космических кораблей для исследования планет. Некоторые были очень большими, некоторые очень маленькими; Для реализации некоторых может потребоваться столетие. Вместо того чтобы выбрать один из них, группа попросила сообщество и НАСА вернуться с идеями относительно космического телескопа диаметром шесть метров. (Главное зеркало Хаббла имеет диаметр 2,4 метра.)

«Шестиметровый телескоп кажется достижимой целью», — сказал д-р Харрисон.

«Это по своей сути амбициозное начинание», — добавила она. Только НАСА, только США могут это сделать. Мы думаем, что сможем это сделать ».

Мэтт Маунтин, президент Ассоциации университетов для исследований в области астрономии, или AURA, которая управляет обсерваториями Национального научного фонда, назвал десятилетний отчет «очень смелым» в электронном письме. «И они не уклонялись от создания видения на протяжении нескольких десятилетий, а это действительно то, что нужно и нужно».

Десятилетние опросы имеют успешный послужной список. Космический телескоп Хаббла, запущенный в 1990 году и все еще действующий, и космический телескоп Джеймса Уэбба, предназначенный для определения начала времени и запуск которого запланирован на следующий месяц, получили высокие оценки в предыдущих десятилетних обзорах.

Поэтому астрономическое и астрофизическое сообщество с нетерпением ожидает результатов каждого нового обзора. «Группа была строго засекречена», — сказала Натали Баталья, профессор Калифорнийского университета в Санта-Круз, которая сыграла ведущую роль в миссии НАСА по открытию планеты Кеплер, в электронном письме накануне публикации отчета. «Я, честно говоря, ничего не слышал. Я жду булавки и иголки».

В своем отчете в четверг академия поставила три всеобъемлющие научные цели на следующее десятилетие: поиск пригодных для жизни планет и жизни. изучение черных дыр и нейтронных звезд, ответственных за самые жестокие явления в природе; Рост и эволюция галактик.

«В ближайшие десятилетия человечество встанет на путь определения, одиноки ли мы», — говорится в отчете. «Жизнь на Земле может быть результатом общего процесса или может потребовать необычного стечения обстоятельств, которые делают нас единственными живыми существами в нашей собственной части галактики или даже во Вселенной. Оба ответа глубоки».

Идея очень большой программы телескопов амбициозна, так как она включает в себя смешивание двух конкурирующих проектов телескопов. Тридцатиметровый телескоп, планируется над Мауна-Кеа на Гавайях. или Канарские острова в Испании, и В Чили строят гигантский Магелланов телескоп.

Оба телескопа — плод мечты о расширении международного сотрудничества и двух десятилетий сбора средств и набора партнеров. Любой из этих телескопов был бы почти в три раза больше, чем что-либо сейчас на Земле, и был бы в 100 раз более способен различать тусклые далекие звезды во Вселенной; Благодаря совместной работе они могут ответить на глубокие вопросы о Вселенной. Но ни один из проектов не собрал достаточно денег — необходимо более 2 миллиардов долларов — для достижения своих целей.

Неспособность построить эти телескопы уступит лидерство в земной астрономии Европе, которая строит 39-метровый телескоп — Европейский экстраординарный большой телескоп в чилийской пустыне Атакама — который, как ожидается, начнет работать в 2027 году. Некоторые астрономы сравнили случай с В 1993 году был отменен американский проект сверхпроводящего суперколлайдера, который передал будущее физики элементарных частиц ЦЕРНу и Большому адронному коллайдеру в Женеве.

Если Национальный научный фонд Инвестировать в комплектование двух телескопов, вы получите на нем значительное время наблюдений, которое будет передано американским астрономам.

«Два телескопа, находящиеся в противоположных полушариях и с совершенно разными конструкциями, хорошо подходят для дополнительных исследований Вселенной», — сказал доктор Харрисон. «О том, что Соединенные Штаты не смогут получить там изображения, не может быть и речи».

Впереди нас ждут большие испытания. Команда Giant Magellan уже начала работу в Чили, но работа над Тридцатиметровым телескопом помешала ей. Протесты и осады коренных гавайцев и других групп. Альтернативный участок был обнаружен на Ла-Пальма, Канарские острова.

Астрономы надеются, что звезды будут соответствовать их смелому видению, учитывая текущее внимание к инфраструктуре и растущему бюджету науки. Но их преследует история перерасхода средств, в первую очередь космического телескопа Джеймса Уэбба, который, наконец, будет запущен в декабре после многих лет задержек и с окончательной ценой в 10 миллиардов долларов.

«Все зависит от всего этого JWST — вся программа будет зависеть от ее успеха», — сказал Майкл Тернер, ныне космолог из Фонда Кавли в Лос-Анджелесе и эксперт по десятилетним исследованиям. «Пальцы переплетены».