چاپ

راه ترقی - ستاره‌شناسان به‌لطف ابزار نجومی قدرتمندی به نام DESI نقشه‌ای از میلیون‌ها کهکشان را تهیه کردند که به دانشمندان در حل معمای انرژی تاریک کمک می‌کند.

تیمی بزرگ از دانشمندان پس از هفت ماه کار با ابزار طیف‌سنج انرژی تاریک (DESI)، توانستند بخش بزرگی از کیهان را نقشه‌برداری کنند که بزرگ‌تر از نقشه‌های سه‌بعدی پیشین است. ازآنجاکه این پژوهش در آغاز راه پنج‌ساله‌ی خود است، قطعاً نتایج بهتری به دست خواهند آمد. DESI شبکه‌ی کیهانی چشم‌نوازی شامل بیش از 7/5 میلیون کهکشان را نقشه‌برداری کرده است و این تعداد می‌تواند به 40 میلیون کهکشان هم برسد. این ابزار با سرمایه‌گذاری وزارت انرژی ایالات متحده‌ی آمریکا روی تلسکوپ 4 متری نیکولاس یو مایال (Nicholas U. Mayall) در رصدخانه‌ی ملی کیت پیک در نزدیکی توسکان آریزونا نصب شده است و مجموعه‌ای از فاصله‌های دقیق کهکشان‌ها از زمین و نور منتشرشده در طیف طول موج‌های مختلف را اندازه‌گیری می‌کند. این تلسکوپ 14 هزار درجه‌ی مربع را پوشش می‌دهد که شامل یک سوم آسمان است. داده‌های این تلسکوپ به دانشمندان در بررسی انبساط جهان کمک خواهند کرد. جولیان گای، دانشمند پروژه‌ی DESI در آزمایشگاه ملی برکلی لاورنس، دراین‌باره می‌گوید: این پژوهش ماجراجویی جذابی است که با وجود دنیاگیری کرونا توانستیم آن را انجام دهیم. البته مجبور بودیم به‌مدت چند ماه فعالیتمان را متوقف کنیم و مجددا کارها را از سر بگیریم. امروزه، پردازش داده‌ها و رصدها به‌شکل خودکار درآمده‌اند. دانشمندان هر روز صبح داده‌های نزدیک به 100 هزار کهکشان را دریافت می‌کنند که در طول شب جمع‌آوری شده‌اند. جیسون رودز، دانشمند پژوهشی آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا در پاسادنا و یکی از پژوهشگران نقشه‌برداری از کهکشان‌های جهان آغازین، بیان می‌کند: عملکرد این ابزار و طراحی خوب آن برای اندازه‌گیری فاصله‌ی کهکشان‌ها شگفت‌انگیز است. این دستگاه به‌شکل فوق‌العاده‌ای برای برداشت داده‌ها مناسب است کاری که در دو دهه‌ی گذشته بسیار دشوار بود.

راه ترقی

سیتی اسکن سه‌بعدی DESI از جهان. زمین در پایین سمت چپ قرار دارد و زاویه‌ی دید به صورت‌های فلکی سنبله، مار و هرکول را در فواصل‌ بیش از 5 میلیارد سال نوری نشان می‌دهد. با جلورفتن ویدئو، زاویه‌ی دید 20 درجه به‌سمت صورت‌های فلکی گاوران و اکلیل شمالی حرکت می‌کند. هر نقطه‌ی رنگی نشان‌دهنده‌ی یک کهکشان است که خود از صدمیلیارد تا یک‌تریلیون ستاره تشکیل شده است. گرانش هم کهکشان‌ها را به ساختارهایی به نام شبکه‌ی کیهانی تبدیل می‌کند که شامل خوشه‌های متراکم، رشته‌ها و فضاهای خالی هستند. گای می‌افزاید: «این پروژه هدف علمی مشخصی دارد: اندازه‌گیری دقیق سرعت انبساط جهان.» وی به انرژی تاریک اشاره می‌کند؛ چیزی اسرارآمیز و درعین‌حال فراگیر که نزدیک به 70 درصد جهان را تشکیل می‌دهد و عامل انبساط سریع‌تر آن است. گای و همکاران او امیدوار‌‌ند به ماهیت واقعی انرژی تاریک پی ببرند. نقشه‌ی آن‌ها یکی از مسائل نوظهور اخترفیزیک را نیز حل خواهد کرد؛ وراکه دانشمندان با اندازه‌گیری سرعت جهان نزدیک (جهان در سن فعلی) و اندازه‌گیری سرعت انبساط جهان آغازین (جهان نوزاد) به پاسخ‌های متفاوتی می‌رسند. هیچ‌کس نمی‌داند چگونه این تفاوت را توصیف کند؛ اما اگر DESI چگونگی تکامل انرژی تاریک را نشان دهد به حل این مسئله کمک خواهد کرد. گای و تیم او می‌خواهند در سال 2023 اولین داده‌های DESI را منتشر کنند. این مجموعه‌ی عظیم داده‌ها به دانشمندان در بررسی میلیون‌ها کهکشان کمک می‌کند و هم‌زمان ابزارهای یادگیری ماشین و آماری جدیدی توسعه می‌یابند. شرلی هو، کیهان‌شناس مؤسسه‌ی فلاتیرون در شهر نیویورک و پژوهشگر سابق نقشه‌ی آسمان دیجیتال Sloan، درباره‌ی این موضوع می‌گوید: درباره‌ی کارهایی که هوش مصنوعی یا یادگیری عمیق می‌تواند با حجم زیادی از داده‌ها انجام دهد، کنجکاو هستم. با این فناوری‌ها، می‌توانیم به یافته‌های غیرمنتظره‌ای برسیم. مقاله‌های مرتبط: دانشمندان کامل‌ترین نقشه آسمان شامل یک میلیون کهکشان را رونمایی کردند بهترین رویدادهای آسمان شب در سال 2022
در سال‌های آینده، DESI تنها ابزاری نیست که اطلس کهکشانی را تهیه می‌کند. سال آینده، رصدخانه‌ی ورا روبین (Vera Rubin) با سرمایه‌ی بنیاد علوم ملی راه‌اندازی می‌شود که روی کوهستان خشک شمال شیلی بنا شده است. این تلسکوپ میلیاردها کهکشان را دسته‌3 خواهد کرد. اخترفیزیک‌دانان در حال آماده‌سازی فضاپیمای یوکلید از آژانس فضایی اروپا هستند که سال 2023 پرتاب خواهد شد. تلسکوپ فضایی نانسی گریس رومان هم قرار است در سال 2027 پرتاب شود. هر دو تلسکوپ مجهز به ابزارهایی برای اندازه‌گیری فاصله‌ و طیف کهکشان‌ها در نقاط عمیق‌تر جهان هستند. رودس می‌گوید: هر دو تلسکوپ یوکلید و رومان برای بررسی جهان روی DESI حساب می‌کنند. این تلسکوپ‌ها براساس داده‌های DESI به شیوه‌ای جذاب عمل خواهند کرد. برای هو، DESI و دیگر نقشه‌های کیهانی عظیم یادآوری کوچک‌بودن بشر در جهان هستند. او می‌گوید: این حقیقت که می‌توانیم تعداد زیادی از کهکشان‌ها را ببینیم، دستاورد بزرگی است؛ اما هرکدام از این کهکشان‌ها میلیاردها ستاره دارند و هرکدام از این ستاره‌ها ممکن است منظومه‌ای شبیه به ما داشته باشند. معتقدم این تجربه‌ی متواضعانه‌ای است که نشان می‌دهد ما تا چه اندازه بی‌اهمیت هستیم.