रॉबर्ट हैनबरी ब्राउन और रिचर्ड ट्विस का अविश्वसनीय रोमांच। भाग 1

नमस्कार Giktayms! आज मैं आपको दो ब्रिटिश खगोलविदों के जीवन की एक अद्भुत कहानी बताना चाहता हूं। हम असामान्य दूरबीनों की प्रशंसा करेंगे, अंतरिक्ष की गहराई में देखेंगे, जहां से हम चमत्कारिक रूप से संभावनाओं, एकल फोटॉनों और क्वांटम कंप्यूटिंग की दुनिया में कूदेंगे। मुझे उम्मीद है कि मैंने आपको साज़िश की। बिल्ली के लिए आपका स्वागत है।


तो, हमारी कहानी के मुख्य पात्र खगोलविद होंगे। और खगोलविदों, जैसा कि आप जानते हैं, बड़ी दूरबीनों से प्यार है। और यहाँ बिंदु वृद्धि में नहीं है, अधिक सटीक रूप से - वृद्धि में नहीं। इसके दो कारण हैं। सबसे पहले, एक बड़ी दूरबीन अधिक प्रकाश एकत्र करती है और बेहोश तारों को देख सकती है (इसे एपर्चर कहा जाता है )। लेकिन दूसरी बात यह है कि टेलीस्कोप जितना बड़ा होगा, उतना ही इसका कोणीय संकल्प भी होगा। इसका कारण प्रकाश विवर्तन है : किसी भी छेद से गुजरने वाली एक समानांतर किरण निश्चित रूप से विचलन हो जाती है। इसके अलावा, जितना छोटा छेद (कहें, टेलीस्कोप लेंस), उतना ही अधिक बीम फैल जाएगा और हम जो तस्वीर देखेंगे, वह कम स्पष्ट होगी।

स्पिट्जर टेलिस्कोप (बाएं, 0.85 मीटर लेंस) और हर्शल (दाएं, 3.5 मीटर) की आंखों के माध्यम से सुदूर आईआर रेंज में गैलेक्सी एम 51। अधिक दूरबीन - बेहतर कोणीय संकल्प।

कहते हैं, एक शौकिया दूरबीन में, आप बृहस्पति और शनि को उनके छल्ले और यहां तक ​​कि शुक्र के चरणों में देख सकते हैं। तारों के कोणीय आयाम बहुत छोटे हैं, इसलिए उन पर विचार करना असंभव है - वे उज्ज्वल डॉट्स की तरह दिखते हैं। दूसरी ओर, बिंदु (या बल्कि, बिंदु स्रोत ) प्रकाशिकी में बहुत शौकीन हैं। उदाहरण के लिए, किरणों के प्रसार पर विचार करना उनके लिए आसान है। और उनमें से, दो खांचों पर हस्तक्षेप देखा जा सकता है।

लेकिन यह हस्तक्षेप के एक विस्तारित स्रोत से काम नहीं करता है: इसके अलग-अलग खंड, एक दूसरे के विपरीत, हस्तक्षेप तस्वीर को धब्बा करते हैं। यह पता चला है कि एक छोटी दूरबीन की मदद से हम किसी तारे की बिंदु छवि से हस्तक्षेप देख सकते हैं। लेकिन अगर टेलीस्कोप बड़ा है, तो स्टार की छवि केवल एक बिंदु से अधिक होगी, और हस्तक्षेप गायब होना शुरू हो जाएगा।

एक तारे से प्रकाश का हस्तक्षेप विभिन्न आकारों के दूरबीनों के माध्यम से मनाया जाता है। एक छोटी दूरबीन (बाएं) के माध्यम से स्पष्ट तस्वीर दिखाई देती है; सबसे बड़े (दाएं) हस्तक्षेप में बिल्कुल भी दिखाई नहीं देता है।

सिद्धांत रूप में, किसी तारे के कोणीय आकार को इस तरह से मापा जा सकता है: इसमें से हस्तक्षेप को देखा जाना चाहिए, धीरे-धीरे दूरबीन के व्यास को बढ़ाता है। फिलहाल जब हस्तक्षेप फीका पड़ने लगता है, तो दूरबीन का कोणीय संकल्प, तारे के आकार से बिल्कुल मेल खा जाएगा। यह बस दूरबीन के आकार को आसानी से बदलने के लिए है - इसे हल्के ढंग से लगाने के लिए, यह बहुत मुश्किल है। इसके बजाय, अल्बर्ट माइकलसन ने निम्नलिखित योजना प्रस्तावित की:

प्रकाश सीधे टेलीस्कोप में प्रवेश नहीं करता है, लेकिन सहायक दर्पण (एक लाल स्टैंड पर) के माध्यम से, जिसे स्थानांतरित और अलग किया जा सकता है। स्टीरियो ट्यूब की तरह कुछ। केवल स्टीरियो ट्यूब में हम विद्यार्थियों के बीच प्रभावी दूरी को बदलते हैं, और यहाँ लेंस का प्रभावी व्यास है।

एक अच्छा बोनस यह है कि दो दर्पणों के बीच की दूरी को बहुत बड़ी सीमा में बदला जा सकता है - जिसका अर्थ है कि लेंस का प्रभावी आकार बहुत बड़ा हो सकता है! इस विचार को पहली बार 1920 के दशक में लॉस एंजिल्स के पास लाया गया: इस तरह के 2.5 मीटर दूरबीन के साथ:

चार दर्पणों के साथ छह मीटर की क्षैतिज बीम लगाएं। चरम दर्पण को अलग किया जा सकता है:

दर्पण बीम के शीर्ष पर स्थित होते हैं: किनारों के करीब स्टार से प्रकाश प्राप्त होता है; केंद्र के करीब जो लोग इसे दूरबीन के माध्यम से भेजते हैं। फोटो में, एक संग्रहालय प्रजनन, काम पूरा होने के बाद मूल डिजाइन को ध्वस्त कर दिया गया था, और दूरबीन अन्य कार्यों में बदल गया। खैर, अब माउंट विल्सन वेधशाला पर्यटकों और शौकिया खगोलविदों के लिए खुला है।

डिवाइस को स्टेलर इंटरफेरोमीटर कहा जाता था । उन्होंने पहली बार लाल विशालकाय बेतेल्यूज़ के आकार को मापने की अनुमति दी। असल में, यह था कि लाल दिग्गजों की खोज कैसे की गई थी। और हम यह भी पता लगाने में कामयाब रहे कि आकाश में सबसे चमकदार सितारों में से एक - कैपेला - वास्तव में एक डबल स्टार है।

एक आधुनिक टेलिस्कोप की आंखों के माध्यम से चैपल। दो विशाल सितारे 104 दिनों की अवधि के साथ द्रव्यमान के एक सामान्य केंद्र के चारों ओर घूमते हैं। तारों के बीच की दूरी सूर्य से शुक्र की तरह ही है।

समय के साथ, तारकीय इंटरफेरोमीटर बड़े होते गए। सबसे शक्तिशाली (और सुंदर) इंटरफेरोमीटर में से एक हवाई द्वीप समूह में केका अल्पाइन वेधशाला है। दर्पणों की एक प्रणाली के बजाय, दो वास्तविक दस-मीटर दूरबीनों का उपयोग यहां किया जाता है:

और उनके बीच का अंतर भूमिगत गलियारे में देखा जाता है, जहां छवि दर्पण की एक प्रणाली की ओर ले जाती है:

तार्किक सवाल यह है: वे ऐसे इंजनों के बीच की दूरी को कैसे बदलते हैं? यह पता चला है कि दूरबीनों को स्थानांतरित करने और विस्तारित करने के बजाय, आप छवियों के बीच देरी का परिचय दे सकते हैं - प्रभाव समान होगा। ऑप्टिकल देरी लाइन बहुत सरल है: यह रेल पर एक कोने परावर्तक है। यदि आप इसे थोड़ा आगे बढ़ाते हैं, तो ऑप्टिकल पथ बढ़ेगा, और प्रकाश थोड़ी देर बाद आएगा।

कीक वेधशाला विलंब रेखाएँ। रेल पर चित्र के बीच में एक ऊर्ध्वाधर बॉक्स है; इसके पीछे की तरफ एक कॉर्नर रिफ्लेक्टर लगाया गया है। यह सुरंग के अंत से आने वाली रोशनी को दर्शाता है।

कीक वेधशाला के डंगऑन। दो दूरबीनों को जोड़ने वाली सुरंग में विलंब रेखाएँ हैं। हस्तक्षेप दूसरी दूरबीन के बगल में घर के अंदर मनाया जाता है।

उसी के बारे में रेडियो रेंज में किया जा सकता है। इस तरह के एक विचार ने हमारे मुख्य पात्रों में से एक रॉबर्ट हैनबरी ब्राउन (यह एक पति और पत्नी नहीं है, लेकिन एक डबल उपनाम वाले चार अलग-अलग लोग हैं ) का दौरा किया , जो उस समय मैनचेस्टर के तहत रेडियो खगोल विज्ञान में लगे हुए थे। हालाँकि, इसे क्रम में लेते हैं।

द्वितीय विश्व युद्ध के अंत के बाद, कई सैन्य राडार ने अपने अधिक उन्नत वंशज को रास्ता दिया और अनावश्यक हो गए। बर्नार्ड लोवेल मैनचेस्टर के पास जोड्रेल बैंक में अप्रचलित राडार के कई ट्रक लाता है और एक नया रेडियो वेधशाला स्थापित करता है। हैनबरी ब्राउन वहां आता है, जिसने संयुक्त राज्य अमेरिका में रडार पर युद्ध के दौरान काम किया था। राडार के कुछ हिस्सों से वे एक रेडियो टेलीस्कोप इकट्ठा करते हैं और पहला एक्सट्रैगलैक्टिक रेडियो स्रोत - एंड्रोमेडा नेबुला की खोज करते हैं। रेडियो एस्ट्रोनॉमी में रुचि तेजी से बढ़ी और 1957 में एक नया उपकरण जोड्रेल बैंक - लवेल टेलिस्कोप में दिखाई दिया।

यह टेलीस्कोप आज काम करता है, लेकिन उस समय के लिए यह सिर्फ एक चमत्कार था। उदाहरण के लिए, केवल वह आर -7 रॉकेट के दूसरे चरण का पता लगाने में कामयाब रहा, जिसने पृथ्वी के पहले कृत्रिम उपग्रह को कक्षा में लॉन्च किया। इस टेलीस्कोप के साथ, हनबरी ब्राउन और सहयोगियों ने दूरस्थ रेडियो स्रोतों का पता लगाना शुरू किया। कुछ वर्षों में, इन अध्ययनों से क्वैसर की खोज हो जाएगी, लेकिन अभी के लिए, खगोलविद बस आकाश में नई दिलचस्प वस्तुओं की तलाश कर रहे हैं। बेशक, वे दो सबसे शक्तिशाली रेडियो स्रोतों - गैलेक्सी स्वान ए (बाएं) और सुपरनोवा कैसोपिया ए (दाएं) के अवशेष से नहीं गुजरे:

लेकिन लवेल टेलिस्कोप की 80 मीटर की प्लेट भी दोनों स्रोतों की अधिक विस्तार से जांच करने के लिए पर्याप्त नहीं थी। हैनबरी ब्राउन केके की वेधशाला के समान कुछ सोचते हैं: दो रेडियो दूरबीनों का एक इंटरफेरोमीटर। हालांकि, तारकीय इंटरफेरोमीटर के विचार की सभी प्रतिभाओं के लिए, इसमें दो महत्वपूर्ण कमियां हैं।

सबसे पहले, लंबे निर्माण हमेशा अस्थिर होता है। दो दूरबीनों को एक दूसरे से अलग किया जाता है, उनके बीच की संरचना के कंपन अधिक महत्वपूर्ण होते हैं, और यह हस्तक्षेप की छवि को प्रतिकूल रूप से प्रभावित करता है। खैर, मुख्य समस्या यह है कि तारे से प्रकाश दो अलग-अलग रास्तों के साथ दो दूरबीनों तक जाता है, और यदि उनमें से एक के माध्यम से हल्की हवा (या सिर्फ वायुमंडलीय उतार-चढ़ाव) चलती है, तो इससे हस्तक्षेप चित्र शोर करता है और माप सटीकता में तेजी से कमी आती है। दूरबीन के बीच की दूरी कई सौ मीटर से अधिक होने पर कुछ भी मापना मुश्किल है। यह कृपया नहीं कर सकता: यह मान लिया गया था कि रेडियो स्रोत बहुत छोटे हैं, और उनके आकार को मापने के लिए, कई किलोमीटर तक दूरबीन फैलाना आवश्यक है। कार्य को मौलिक रूप से भिन्न समाधान की आवश्यकता थी।

निरंतरता: भाग 2 ,भाग 3 ।

सूत्र
http://www.nature.com/nature/journal/v416/n6876/full/416034a.html
एम। फॉक्स क्वांटम प्रकाशिकी: एक परिचय। - ऑक्सफोर्ड यूनिवर्सिटी प्रेस, 2006.

चित्र: 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 ।

Source: https://habr.com/ru/post/hi385883/