تمثل صورة ثلاثة من الكواكب الخارجية الأربعة المعروفة التي تدور حول HR 8799 ، منذ عام 2010 ، المرة الأولى التي يتمكن فيها هذا التلسكوب الصغير - الأصغر من البالغ - من رؤية الكواكب الخارجية مباشرة.إذا ذهبت إلى الماضي لمدة 30 عامًا فقط ، فلن يكون لديك العالم كما هو اليوم. لم نكن نعرف سوى الكواكب في نظامنا الشمسي ؛ لم يكن لدينا مفهوم الطاقة المظلمة. لم يكن هناك تلسكوبات فضائية ؛ كانت موجات الجاذبية ببساطة نظرية لم يتم التحقق منها. لم نفتح كل الكواركات واللبتونات ، ولم يكن أحد يعرف ما إذا كان جسيم هيجز موجودًا. لم نكن نعرف حتى مدى سرعة الكون في التمدد. في بداية عام 2018 ، أي بعد جيل واحد ، حققنا ثورة في جميع هذه المجالات ، وقمنا باكتشافات لم يتوقعها أحد. ماذا سيحدث بعد ذلك؟ هذا بالضبط ما يريد القارئ معرفته:
أود أن أعرف ما الذي يخطط العلماء للقيام به بعد ذلك. ما الوافدون الجدد المتوقعون ، وما يكتبه المنظرون على المجالس ، أو ما الأفكار التي يناقشونها؟
في أعقاب الاجتماع السنوي الكبير
للجمعية الفلكية الأمريكية ، سيكون من الملائم للغاية مناقشة مستقبل العلم.
مجموعة كبيرة من المجرات Abell 2744 ، والمعروفة أيضًا باسم مجموعة باندورا. يتزامن تأثير عدسات الجاذبية ، التي تراها من المجرات الموجودة خلفها ، مع Einstein GR ؛ إنها تمد وتعزز ضوء الكون البعيد ، وتسمح لنا برؤية الأشياء البعيدة.لقد عمل العالم كله من أجل الوصول بنا إلى مستوى المعرفة اليوم. يتم تنفيذ المقاريب والمراصد ومسرعات الجسيمات وكواشف النيوترينو وتجارب الموجات التثاقلية في جميع أنحاء العالم وفي جميع القارات السبع وحتى في الفضاء. من IceCube في القطب الجنوبي إلى تلسكوبات هابل وهيرشل وكيبلر في الفضاء ، من LIGO / Virgo الباحثين عن موجات الجاذبية ، إلى LHC في CERN - تم اكتشاف جميع الاكتشافات من قبل الآلاف من العلماء والمهندسين والطلاب والمواطنين ، يعملون بلا كلل على اكتشاف أسرار الكون. مع كل هذه المعرفة ، من المهم أن نتذكر إلى أي مدى وصلنا: نحن نفهم الكون أفضل من أي شخص من الجيل السابق ، من نيوتن إلى أينشتاين وفينمان ، لا يمكنك إلا أن تحلم به. الآن دعونا نرى ما ينتظرنا.
سمح له تحديث المغناطيس على LHC بمضاعفة الطاقة تقريبًا مقارنة بعمليات الإطلاق الأولى في 2010-2013. ستزيد التحديثات المستقبلية الطاقة والسطوع (تصادمات في الثانية) وتوفر المزيد من البيانات.فيزياء الجسيمات . على مدى السنوات القليلة الماضية ، اكتشفنا بوزون هيجز ، ووجود كتلة النيوترينو ، وانتهاك انعكاس الوقت. يعمل LHC في CERN بكامل طاقته ، وقد جمع بالفعل المزيد من البيانات بمستويات طاقة عالية أكثر من جميع التجارب السابقة مجتمعة. وفي الوقت نفسه ، يقوم IceCube
ومرصد Pierre Auger بقياس النيوترينوات ، بما في ذلك الطاقة العالية والمساحة ، على مستوى جديد. في المستقبل ، ستوفر لنا مراصد النيوترينو الجديدة ، مثل IceCube Gen2 (حيث سيزيد عدد التصادمات 10 مرات) و ANTARES (كاشف يحتوي على عشرة ملايين طن من مياه البحر) زيادة عشرة أضعاف في معدل وصول البيانات ، ونتيجة لذلك يمكننا أن نرى حتى النيوترينوات من مستعرات أعظمية جديدة أو من اندماج النجوم النيوترونية.
تم تصميم مرصد IceCube ، وهو أول مرصد نيوترينو من نوعه ، لمراقبة هذه الجسيمات المراوغة ذات الطاقة العالية من تحت ثخانة الجليد في القطب الجنوبيلا ينبغي التقليل من أهمية ترقية المعدات من التجارب الجارية. على سبيل المثال ، جمع المصادم LHC 2٪ فقط من البيانات من الحجم المقدر الذي يجب أن يجمعه طوال فترة الوجود المخطط له. يمكن أن يقودنا البناء المحتمل لتجارب جديدة ، على سبيل المثال ،
المصادم الخطي الدولي ، أو مصادم البروتون الدائري من الجيل التالي ، أو (إذا ظهرت التكنولوجيا) إلى مصادم الميون النسبي إلى آفاق جديدة في فيزياء الجسيمات الأساسية. نحن نعيش في وقت رائع.
كاشف موجات الجاذبية العذراء يقع في كاسينا ، بالقرب من بيزا (إيطاليا). برج العذراء عبارة عن مقياس تداخل ليزر عملاق بطول 3 كم من ميكلسون مع أكتاف تكمل جهاز LIGO المزدوج للكشف عن أربعة كيلومترات.موجات الجاذبية . بعد عقود من العمل على العديد من المكونات ، لم يأت عصر علم الفلك الثقالي فحسب ، بل سيبقى معنا لفترة طويلة. اكتشفت مراصد LIGO و Virgo المتقدمة بالفعل خمسة دمج للثقوب السوداء واندماج واحد من النجوم النيوترونية ، وبعد سلسلة من التحديثات ستصبح أكثر حساسية. وهذا يعني أنه بعد الإطلاق التالي سيكون بمقدورهم اكتشاف إشارات أضعف وعمليات اندماج أبعد. في السنوات القادمة ، سيبدأ تشغيل الكاشف الياباني KAGRA و LIGO India ، وسيفتحان إمكانيات جديدة لقياسات أكثر دقة لموجات الجاذبية. يمكن أن تنتظرنا موجات الجاذبية من المستعرات الأعظمية ،
وأعطال النجوم النابضة ، واندماج
النجوم الثنائية ، وحتى اندماج النجوم النيوترونية مع الثقوب السوداء.
يجب أن تعطينا المركبة الفضائية LISA الثلاثة من وجهة نظر الفنان - اضطراب الفضاء الناجم عن مصادر موجات الجاذبية مع فترات طويلة من الثورة ، صورة مثيرة للكون. تم تصميم مشروع ليزا من قبل وكالة ناسا منذ سنوات عديدة ، وسيتم بناؤه الآن من قبل وكالة الفضاء الأوروبية ، بدعم جزئي من وكالة ناسا.ولكن ليس فقط ليغو مشغول بموجات الجاذبية! سيتم إطلاق هوائي فضائي يستخدم مبدأ مقياس التداخل بالليزر ،
LISA ، في عام 2030 ، وسيسمح لنا باكتشاف موجات الجاذبية للثقوب والأجسام السوداء فائقة الكتلة بتردد أقل بكثير. على عكس LIGO ، ستسمح لنا الإشارات التي تتلقاها LISA بالتنبؤ بموعد ومكان حدوث الاندماج ، مما سيتيح لنا الفرصة لإعداد التلسكوبات البصرية لهذا الحدث. ستحاول قياسات استقطاب الإشعاع CMB استكشاف موجات الجاذبية المتبقية من التضخم ، وإشارات أخرى على شكل موجات جاذبية ، استغرق ظهورها مليارات السنين. وباستخدام فترات النجم النابض ، بمساعدة حواجز شبكية مثل ACTA و
NanoGRAV ، يمكننا اكتشاف الأجسام التي تستغرق حركتها في المدار سنوات أو حتى عقود. هذا وقت لا يصدق لهذه الفئة الجديدة من العلوم.
تحتوي صورة Hubble Ultra Deep Field على أكثر من 10000 مجرة ، بعضها مجتمعة. هذه واحدة من أعمق وجهات النظر في الكون ، توضح مدى البنى الموجودة بجوارنا إلى أولئك الذين سافر ضوءهم لأكثر من 13 مليار سنة ، حتى وصل إلينا. وهذه ليست سوى البداية.الفلك والفيزياء الفلكية . من أين تبدأ سرد أحدث علم الفلك؟ كما لو أن مهامنا الحالية لم تكن مدهشة بما فيه الكفاية ، حيث يتم تحديث التجارب على الأرض ، في البالونات والطائرات باستمرار والحصول على أدوات جديدة ومحسنة - لدينا أيضًا مهام جديدة تذهب إلى الفضاء وتبدأ في العمل ، وهذه المهام تعد بإحداث ثورة في علمنا. ستعطينا المهمات المعاد إطلاقها ، مثل Swift و NuSTAR و NICER و CREAM الفرصة لإلقاء نظرة جديدة على كل شيء بدءًا من الأشعة الكونية الطاقية إلى التصميمات الداخلية للنجوم النيوترونية. ستوضح لنا أداة HIRMES ، التي من المقرر أن تقلع العام المقبل على متن SOFIA ، بالضبط كيف تتحول الأقراص الأولية إلى نجوم حقيقية. TESS ، التي تستعد للإطلاق في نهاية العام ، سوف تجد كواكب أرضية يحتمل أن تكون مأهولة في مدارات النجوم الساطعة والأقرب.
النجم الجديد GK Perseus ، الموضح هنا بالأشعة السينية (الزرقاء) ، الراديو (الوردي) والأشعة الضوئية (الصفراء) في التصوير المركب هو مثال رائع على ما يمكن رؤيته بأفضل التلسكوبات للجيل الحالي. وسيتحسن إدراك كل هذه الأطوال الموجية ، من الأشعة السينية إلى الراديو ، بشكل كبير في السنوات والعقود القادمة.التالي في قائمة الوافدين الجدد هو
IXPE ، الذي سيتم إطلاقه في عام 2020 ، وسيسمح لنا بقياس الأشعة السينية واستقطابها ، مما سيوفر لنا معلومات جديدة حول الأشعة السينية الفضائية والأجسام الأكثر كثافة والأكثر كثافة (مثل الثقوب السوداء الفائقة الكتلة) في الكون. GUSTO ، الذي سيتم إطلاقه على بالون طويل الأمد فوق القطب الجنوبي ، سيسمح لنا باستكشاف درب التبانة والوسط النجمي ، ويخبرنا عن جميع مراحل حياة النجوم ، من الولادة إلى الموت. XARM و ATHENA سيحدثان ثورة في علم الفلك بالأشعة السينية ، ويخبراننا عن تكوين الهياكل ، والتدفق من مراكز المجرات ، وربما يلقي الضوء على المادة المظلمة. وفي الوقت نفسه ، سوف يقيس
EUCLID أركان الكون البعيدة في مجال رؤية واسع ، ويسمح لنا برؤية الآلاف من المستعرات الأعظمية البعيدة ، كما يمنحنا أيضًا أفضل القيود على معلمات الطاقة المظلمة.
وجهة نظر الفنان لتلسكوب جيمس ويب ، أغسطس 2013. سيتم إطلاق التلسكوب في عام 2019 [وفقًا لأحدث البيانات ، في ربيع عام 2020 / تقريبًا. ترجم.] ، وسيكون أعظم مرصد للأشعة تحت الحمراء لدينا - سيوضح لنا أشياء لن نجدها أبدًا.ناهيك عن المهمات الرئيسية لناسا ، مثل
تلسكوب جيمس ويب الفضائي ، WFIRST أو المرشحين الأربعة لمهمة وكالة ناسا الرائدة في 2030s. تتراوح المهام من البحث عن الأجواء في العوالم التي يحتمل أن تكون مسكونة إلى قياس تكوين هذه الأجواء (بما في ذلك البحث عن السمات الحيوية) ؛ من استكشاف لبنات الحياة في السحب الجزيئية إلى العثور على أبعد المجرات ؛ من البحث عن النجوم الأولية التي تتكون من الغاز الذي نشأ خلال الانفجار الكبير إلى دراسة تكوين النجوم ونموها. ستجيب هذه المهمات على أكبر الأسئلة الفلسفية المتعلقة بأصل الكون وتطوره.
كيف سيبدو تلسكوب ماجلان العملاق الذي تم بناؤه بالكامل. سيكون قادرًا على النظر في العوالم الشبيهة بالأرض التي تقع على بعد 30 سنة ضوئية منا ، والعوالم الشبيهة بالمشتري - على مسافة مئات السنين الضوئية.وفي الوقت نفسه ، يجري بناء مقاريب ومصفوفات ثورية أرضية. يجمع تلسكوب المسح السينوبتي الكبير بين طموحات مشاريع SDSS و Pan-STARRS ويوسعها بـ 20 مرة من التلسكوبات الأكثر قوة. صفيف هوائي كيلومتر مربع ، صفيف الكيلومتر المربع ، سيسمح لعلم الفلك الراديوي بالوصول إلى ارتفاعات غير مسبوقة ، وفتح آلاف الثقوب السوداء الجديدة وربما العثور على شيء لا يزال غير معروف لنا. وفي الوقت نفسه ، نقوم ببناء تلسكوبات بارتفاع 30 مترًا ، مثل GMT و ELT ، والتي يمكنها جمع 100 مرة ضوء أكثر من هابل ، وستحتوي على أدوات أكثر تقدمًا وأنظمة بصريات تكيفية أكثر من أي شيء موجود اليوم. يمكننا الكشف عن أسرار الكون.
كنسبة مئوية من الميزانية الفيدرالية [الأمريكية] ، بلغت الاستثمارات في وكالة ناسا أدنى مستوى لها في 58 عامًا.وهذا مجرد وصف سطحي لما يحدث. يحتوي كل مجال علمي على مجموعته الخاصة من التجارب والاقتراحات المدهشة ، وحتى القائمة هنا بعيدة عن الاكتمال - حتى أنها لا تتضمن مهام إلى الكواكب. وكل هذا يحدث عندما تنخفض ميزانية ناسا ، وهو ما لا يمسك بالتضخم. ولكن على الرغم من ذلك ، لا يزال آلاف الأشخاص الذين يعملون في هذه المشاريع - الذين يخططون ويطورون ويبنون ويديرونها ويحللون النتائج - متفائلون. عندما ترغب في العثور على الحقائق الأساسية للكون ، بما في ذلك إجابات على أسئلة مثل:
- من ماذا يتكون الكون؟
- كيف حصلت على ذلك؟
- هل هناك حياة في مكان آخر؟
- ما هو المصير النهائي لكل شيء؟
ستجد طريقة لتحقيق أقصى النتائج بموارد محدودة.
كلما نظرت إلى الفضاء أبعد ، كلما نظرت إلى الماضي. كلما وصلنا مبكرًا ، أصبح الكون أكثر حرارة وكثافة وأقل تطورًا. الجزء الذي يمكننا رؤيته محدود وبالطبع. ولكن ما الذي يكمن وراء ذلك؟كما قال توماس زوربوكين [
نائب مدير بعثة
ناسا / تقريبًا ]
. perev. ] فيما يتعلق بالمهام الرئيسية الحالية والمستقبلية:
نحن ندرس الكون بدقة لمعرفة ما نتعلمه من هذه المهام الرئيسية. هذا هو علم حجم الحضارة. إذا لم نفعل ذلك ، فلن نكون وكالة ناسا.
ولكن ليس فقط عمل وكالة ناسا ، ولكن جهود جميع الدول والمنظمات الدولية تسمح لنا بالإجابة على الأسئلة التي لم نطرحها حتى قبل جيل. باكتشاف أسرار الكون ، نكتشف أسئلة أعمق وأكثر جوهرية حول أصلنا وتكويننا ومصيرنا. إن مستقبل العلم ليس مشرقا فحسب ، بل يتكشف أمامنا مباشرة. لم يكن هناك وقت أفضل لمشاركة معجزة الوجود البسيط في الوقت الحاضر - مع كل هذه المعرفة التي اكتسبناها ، والتي ما زلنا نستعد لاكتشافها.