ईथन से पूछें: आधुनिक विज्ञान कहाँ जा रहा है?

2010 से एचआर 8799 की परिक्रमा करने वाले चार ज्ञात एक्सोप्लैनेट्स में से तीन की छवि पहली बार इस तरह का प्रतिनिधित्व करती है कि इतनी छोटी दूरबीन - एक वयस्क से छोटी - सीधे एक्सोप्लैनेट को देखने में सक्षम थी।

यदि आप केवल 30 वर्षों के लिए अतीत में गए, तो आपके पास दुनिया नहीं होगी जैसा कि आज है। हम अपने सौर मंडल में केवल ग्रहों को जानते थे; हमारे पास डार्क एनर्जी की अवधारणा नहीं थी; कोई अंतरिक्ष दूरबीन नहीं थे; गुरुत्वाकर्षण तरंगें केवल एक असत्यापित सिद्धांत थीं। हमने सभी क्वार्क और लेप्टान नहीं खोले, कोई नहीं जानता था कि हिग्स कण अस्तित्व में है या नहीं। हमें यह भी नहीं पता था कि ब्रह्मांड कितनी तेजी से विस्तार कर रहा है। 2018 की शुरुआत में, एक पीढ़ी बाद में, हमने इन सभी क्षेत्रों में एक क्रांति की, और ऐसी खोज की, जिसकी किसी को उम्मीद नहीं थी। आगे क्या होगा? यह वही है जो हमारे पाठक जानना चाहते हैं:

मैं जानना चाहूंगा कि वैज्ञानिक आगे क्या करने की योजना बना रहे हैं। क्या नए आगमन की उम्मीद है, जो सिद्धांतकारों को बोर्डों पर लिखते हैं, या बस वे किन विचारों पर चर्चा कर रहे हैं?

अमेरिकन एस्ट्रोनॉमिकल सोसायटी की बड़ी वार्षिक बैठक के मद्देनजर , विज्ञान के भविष्य पर चर्चा करना बहुत सुविधाजनक होगा।


आकाशगंगाओं का विशाल समूह एबेल 2744 , जिसे पेंडोरा क्लस्टर के नाम से भी जाना जाता है। इसका गुरुत्वाकर्षण लेंसिंग प्रभाव, जिसे यह पीछे स्थित आकाशगंगाओं से देखता है, आइंस्टीन जीआर के साथ मेल खाता है; यह दूर के ब्रह्मांड के प्रकाश को बढ़ाता है और बढ़ाता है, और हमें सबसे दूर की वस्तुओं को देखने की अनुमति देता है।

पूरी दुनिया हमें आज के ज्ञान के स्तर पर लाने के लिए काम कर रही है। टेलीस्कोप, वेधशालाएं, कण त्वरक, न्यूट्रिनो डिटेक्टर, गुरुत्वाकर्षण तरंगों के साथ प्रयोग दुनिया भर में, सभी सात महाद्वीपों और यहां तक ​​कि अंतरिक्ष में भी किए जाते हैं। अंतरिक्ष में आइस क्यूब से लेकर हबल, हर्शेल और केप्लर दूरबीन तक अंतरिक्ष में, LIGO / कन्या से लेकर CERN में LHC तक गुरुत्वाकर्षण तरंगों की तलाश में - सभी खोज हजारों वैज्ञानिकों, इंजीनियरों, छात्रों और नागरिकों द्वारा की गई हैं, जो अथक रूप से ब्रह्मांड के रहस्यों की खोज पर काम कर रहे हैं। इस सभी ज्ञान के साथ, यह याद रखना महत्वपूर्ण है कि हम कितनी दूर आ गए हैं: हम ब्रह्मांड को पिछली पीढ़ी के किसी भी व्यक्ति से बेहतर समझते हैं, न्यूटन से आइंस्टीन और फेनमैन तक, आप केवल सपना देख सकते हैं। अब देखते हैं कि आगे क्या होता है।


एलएचसी पर मैग्नेट को अद्यतन करने से उसे 2010-2013 में पहले लॉन्च की तुलना में ऊर्जा को लगभग दोगुना करने की अनुमति मिली। भविष्य के अद्यतन ऊर्जा और चमक (प्रति सेकंड टकराव) को बढ़ाएंगे और इससे भी अधिक डेटा प्रदान करेंगे।

कण भौतिकी । पिछले कुछ वर्षों में, हमने हिग्स बोसॉन, न्यूट्रिनो द्रव्यमान की उपस्थिति और समय के उलट उल्लंघन का पता लगाया। CERN में LHC पूरी क्षमता से चल रहा है, और पहले से किए गए सभी प्रयोगों की तुलना में पहले से ही उच्च ऊर्जा स्तरों पर अधिक डेटा एकत्र कर चुका है। इस बीच, IceCube और पियरे ऑगर ऑब्जर्वेटरी एक नए स्तर पर, उच्च-ऊर्जा और अंतरिक्ष सहित न्यूट्रिनो को माप रहे हैं। भविष्य में, न्यू न्यूट्रिनो वेधशालाएं, जैसे आइसक्यूब जेन 2 (जहां टकरावों की संख्या में 10 गुना की वृद्धि होगी) और ANTARES (दस मिलियन टन समुद्री जल के साथ एक डिटेक्टर) हमें डेटा आगमन दर में दस गुना वृद्धि के साथ प्रदान करेगा, और परिणामस्वरूप हम नए सुपरनोवा से न्यूट्रिनो भी देख सकते हैं या इसके परिणामस्वरूप न्यूट्रॉन सितारों के संलयन से।


आइसक्यूब वेधशाला, अपनी तरह का पहला न्यूट्रिनो वेधशाला है, जो अंटार्कटिक बर्फ की मोटाई के तहत इन मायावी उच्च ऊर्जा कणों का निरीक्षण करने के लिए डिज़ाइन की गई है।

चल रहे प्रयोगों से उपकरणों के उन्नयन के महत्व को कम करके आंका नहीं जाना चाहिए। उदाहरण के लिए, एलएचसी ने अनुमानित मात्रा से केवल 2% डेटा एकत्र किया है जो इसे नियोजित अस्तित्व के पूरे समय के लिए इकट्ठा करना चाहिए। नए प्रयोगों के संभावित निर्माण, उदाहरण के लिए, अंतरराष्ट्रीय रैखिक कोलाइडर , अगली पीढ़ी के रिंग प्रोटॉन कोलाइडर, या यहां तक ​​कि (यदि प्रौद्योगिकी प्रकट होती है) सापेक्षतावादी म्यूऑन कोलाइडर हमें मौलिक कण भौतिकी में नए सीमाओं तक ले जा सकते हैं। हम एक महान समय में रहते हैं।


पीसा (इटली) के पास कैसिना में स्थित कन्या गुरुत्वाकर्षण तरंग डिटेक्टर। कन्या एक विशाल 3 किमी लंबी माइकलसन लेजर इंटरफेरोमीटर है जिसमें कंधे LIGO दोहरे चार किलोमीटर डिटेक्टर के पूरक हैं।

गुरुत्वीय तरंगें । कई घटकों पर दशकों के काम के बाद, गुरुत्वाकर्षण खगोल विज्ञान का युग न केवल आया है, बल्कि लंबे समय तक हमारे साथ रहेगा। उन्नत एलआईजीओ और कन्या वेधशालाओं ने पहले ही ब्लैक होल के पांच फ्यूज़न और न्यूट्रॉन सितारों के एक संलयन की खोज की है, और अद्यतनों की एक श्रृंखला के बाद वे और भी संवेदनशील हो जाएंगे। इसका मतलब है कि अगले लॉन्च के बाद वे कमजोर संकेतों और अधिक दूर विलय का पता लगाने में सक्षम होंगे। आने वाले वर्षों में, जापानी डिटेक्टर KAGRA और LIGO भारत परिचालन में जाएगा, और गुरुत्वाकर्षण तरंगों के और भी सटीक मापन के लिए नई संभावनाएं खोलेगा। सुपरनोवा से गुरुत्वाकर्षण तरंगें, पल्सर के ग्लिसेस , बाइनरी सितारों के फ्यूज़ और यहां तक ​​कि ब्लैक होल के साथ न्यूट्रॉन सितारों का संलयन हमारे लिए इंतजार कर सकता है।


कलाकार की दृष्टि में तीन LISA अंतरिक्ष यान - लंबे समय तक क्रांति के साथ गुरुत्वाकर्षण तरंगों के स्रोतों के कारण अंतरिक्ष का गड़बड़ी, हमें ब्रह्मांड की एक दिलचस्प तस्वीर देनी चाहिए। एलआईएसए परियोजना की कल्पना नासा ने कई साल पहले की थी, और अब इसे नासा द्वारा आंशिक समर्थन के साथ यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी द्वारा बनाया जाएगा।

लेकिन न केवल LIGO गुरुत्वाकर्षण तरंगों में व्यस्त है! लेजर इंटरफेरोमीटर, एलआईएसए के सिद्धांत का उपयोग करने वाला एक अंतरिक्ष एंटीना, 2030 के दशक में लॉन्च किया जाएगा, और हमें सुपरमेसिव ब्लैक होल और वस्तुओं की गुरुत्वाकर्षण तरंगों का पता लगाने की अनुमति देगा। LIGO के विपरीत, LISA द्वारा प्राप्त संकेत हमें यह अनुमान लगाने की अनुमति देंगे कि विलय कब और कहां होगा, जो हमें इस घटना के लिए ऑप्टिकल दूरबीन तैयार करने का अवसर देगा। सीएमबी के ध्रुवीकरण के मापन से मुद्रास्फीति से बची गुरुत्वाकर्षण तरंगों और गुरुत्वाकर्षण तरंगों के रूप में अन्य संकेतों की जांच करने की कोशिश की जाएगी, जिसकी उपस्थिति में अरबों साल लग गए। और पल्सर पीरियड्स का उपयोग करते हुए, एसीटीए और नैनो जीआरएवी जैसे झंझरी की मदद से, हम उन वस्तुओं का पता लगा सकते हैं, जिनकी परिक्रमा में साल या कई दशक लगते हैं। विज्ञान के इस नए वर्ग के लिए यह अविश्वसनीय समय है।


हबल अल्ट्रा डीप फील्ड की छवि में 10,000 से अधिक आकाशगंगाएँ हैं, जिनमें से कुछ एक साथ आती हैं। यह ब्रह्मांड में सबसे गहरे विचारों में से एक है, जो हमारे बगल में स्थित संरचनाओं से सीमा का प्रदर्शन करता है, जिनकी रोशनी 13 अरब से अधिक वर्षों तक यात्रा करती थी, जब तक कि यह हमारे पास नहीं पहुंची। और यह सिर्फ शुरुआत है।

खगोल विज्ञान और खगोल भौतिकी । नवीनतम खगोल विज्ञान को सूचीबद्ध करना कहां से शुरू करें? जैसे कि हमारे वर्तमान मिशन पर्याप्त रूप से आश्चर्यजनक नहीं हैं, जिसमें जमीन पर, गुब्बारों और विमानों में किए गए प्रयोगों को लगातार अपडेट किया जाता है और नए, बेहतर उपकरण प्राप्त होते हैं - हमारे पास नए मिशन भी हैं जो अंतरिक्ष में जाते हैं और काम करना शुरू करते हैं, और ये मिशन क्रांति का वादा करते हैं हमारे ज्ञान में। स्विफ्ट, नुस्टार, एनआईसीईआर और क्रैम जैसे पुन: लॉन्च किए गए मिशन हमें न्यूट्रॉन सितारों से लेकर आंतरिक कॉस्मिक किरणों तक हर चीज पर नए सिरे से गौर करने का अवसर देंगे। HIRMES साधन, जो SOFIA पर अगले साल उतारने के कारण है, हमें दिखाएगा कि प्रोटॉस्टेलर डिस्क वास्तविक सितारों में कैसे बदल जाती है। टीईएस, वर्ष के अंत में लॉन्च करने की तैयारी में, प्रतिभाशाली और निकटतम सितारों की कक्षाओं में संभावित रूप से बसे हुए स्थलीय ग्रह पाएंगे।


नए तारे GK Perseus , जो एक्स-रे (नीला), रेडियो (गुलाबी) और ऑप्टिकल (पीली) किरणों में समग्र फोटोग्राफी में दिखाया गया है, वर्तमान पीढ़ी के सर्वश्रेष्ठ दूरबीनों के साथ जो देखा जा सकता है, उसका एक शानदार उदाहरण है। और इन सभी तरंग दैर्ध्य की धारणा, एक्स-रे से रेडियो तक, आने वाले वर्षों और दशकों में काफी सुधार करेगी।

नई आगमन की सूची में अगला IXPE है , जो 2020 में लॉन्च किया जाएगा, और हमें एक्स-रे और उनके ध्रुवीकरण को मापने की अनुमति देगा, जो हमें ब्रह्मांड की अंतरिक्ष एक्स-रे और सबसे घनी, सबसे बड़े पैमाने पर वस्तुओं (जैसे सुपरमासिव ब्लैक होल) के बारे में नई जानकारी देगा। GUSTO, जो अंटार्कटिक पर एक लंबी अवधि के गुब्बारे पर लॉन्च किया जाएगा, हमें मिल्की वे और इंटरस्टेलर माध्यम का पता लगाने की अनुमति देगा, और हमें जन्म से लेकर मृत्यु तक सितारों के जीवन के सभी चरणों के बारे में बताएगा। एक्सएमआर और एथेना एक्स-रे खगोल विज्ञान में क्रांति लाएंगे, हमें संरचनाओं के निर्माण के बारे में बताएंगे, आकाशगंगाओं के केंद्रों से बहिर्वाह, और शायद अंधेरे मामले पर भी प्रकाश डालेंगे। इस बीच, EUCLID ब्रह्मांड के सुदूर कोनों को एक विस्तृत क्षेत्र में मापेगा, और हमें हजारों दूर के सुपरनोवा देखने की अनुमति देगा, और हमें अंधेरे ऊर्जा के मापदंडों पर सर्वोत्तम प्रतिबंध भी देगा।


जेम्स वेब टेलीस्कोप के कलाकार का नजरिया, अगस्त 2013। टेलिस्कोप को 2019 में लॉन्च किया जाएगा [नवीनतम आंकड़ों के अनुसार, 2020 / लगभग के वसंत में। अनुवाद।], और यह हमारी सबसे बड़ी अवरक्त वेधशाला होगी - यह हमें ऐसी चीजें दिखाएगी जो हमें कभी नहीं मिलेगी।

यह नासा के मुख्य मिशनों, जैसे जेम्स वेब स्पेस टेलीस्कोप , डब्ल्यूएफआईआरएसटी या 2030 के लिए नासा के प्रमुख मिशन के लिए चार उम्मीदवारों का उल्लेख नहीं करना है। कार्य इन वायुमंडल की संरचना (जैव-विशेषताओं की खोज सहित) को मापने के लिए संभावित रूप से बसे हुए दुनिया पर वायुमंडल की खोज से लेकर होते हैं; आणविक बादलों में जीवन के इमारत ब्लॉकों की खोज से लेकर सबसे दूर की आकाशगंगाओं की खोज; बिग बैंग के दौरान उत्पन्न होने वाले गैसों के प्रारंभिक तारों की खोज से सितारों के गठन और विकास का अध्ययन किया गया। ये मिशन ब्रह्मांड की उत्पत्ति और इसके विकास के बारे में सबसे बड़े दार्शनिक सवालों का जवाब देंगे।


पूरी तरह से निर्मित विशाल मैगलन टेलीस्कोप कैसा दिखेगा। वह हमसे 30 प्रकाश वर्ष की दूरी पर स्थित पृथ्वी जैसी दुनिया और बृहस्पति जैसे लोगों पर विचार कर सकेगा - कई सैकड़ों प्रकाश वर्ष की दूरी पर।

इसी समय, क्रांतिकारी जमीन पर आधारित दूरबीनों और सरणियों का निर्माण किया जा रहा है। लार्ज सिनोप्टिक सर्वे टेलीस्कोप SDSS और पैन-STARRS परियोजनाओं की महत्वाकांक्षाओं को जोड़ती है और उन्हें 20 गुना अधिक शक्तिशाली दूरबीनों के साथ विस्तारित करती है। वर्ग किलोमीटर एंटीना सरणी, स्क्वायर किलोमीटर एरे, रेडियो खगोल विज्ञान को अभूतपूर्व ऊंचाइयों तक पहुंचने की अनुमति देगा, हजारों नए ब्लैक होल खोलेंगे और, शायद, हमारे लिए अभी तक कुछ अज्ञात है। इस बीच, हम 30 मीटर ऊंचे टेलीस्कोप का निर्माण कर रहे हैं, जैसे कि जीएमटी और ईएलटी, जो हबल की तुलना में 100 गुना अधिक प्रकाश एकत्र करने में सक्षम होंगे, इसमें आज मौजूद किसी भी चीज की तुलना में अधिक उन्नत उपकरण और अनुकूली प्रकाशिकी प्रणाली होगी। हम ब्रह्मांड के रहस्यों को प्रकट कर सकते हैं।


[यूएस] संघीय बजट के प्रतिशत के रूप में, नासा में निवेश 58 साल के कम पर है।

और यह केवल एक सतही विवरण है कि क्या हो रहा है। प्रत्येक वैज्ञानिक क्षेत्र में अद्भुत प्रयोगों और सुझावों का अपना सेट है, और यहां तक ​​कि यहां की सूची पूरी तरह से दूर है - इसमें मिशन से लेकर ग्रह तक शामिल नहीं हैं। और यह सब तब होता है जब नासा का बजट घटता है, जो मुद्रास्फीति को भी नहीं पकड़ता है। लेकिन इसके बावजूद, इन परियोजनाओं पर काम करने वाले हजारों लोग - जो योजना बनाते हैं, विकास करते हैं, निर्माण करते हैं और उनका प्रबंधन करते हैं, और परिणामों का विश्लेषण भी करते हैं - आशावादी बने रहते हैं। जब आप ब्रह्मांड के सबसे मौलिक सत्य को खोजना पसंद करते हैं, जैसे सवालों के जवाब सहित:

• ब्रह्मांड में क्या है?
• वह कैसे मिली?
• क्या कहीं और जीवन है?
• हर चीज का अंतिम भाग्य क्या है?

आपको सीमित संसाधनों के साथ अधिकतम परिणाम प्राप्त करने का एक तरीका मिलेगा।


जितना दूर आप अंतरिक्ष में देखते हैं, उतना ही दूर आप अतीत में देखते हैं। पहले हम अंदर जाते हैं, गर्म, सघन और कम विकसित यूनिवर्स बन जाता है। जो हिस्सा हम देख सकते हैं वह सीमित और निश्चित रूप से है। लेकिन क्या परे है?

थॉमस ज़ुर्बुकेन के रूप में [ नासा के उप मिशन निदेशक / लगभग। ] ने कहा । ट्रांस। ] वर्तमान और भविष्य के प्रमुख मिशनों के बारे में:

हम इन फ्लैगशिप मिशनों से जो सीखते हैं उसके लिए हम ब्रह्मांड का सटीक अध्ययन करते हैं। यह सभ्यता के पैमाने का विज्ञान है। अगर हम ऐसा नहीं करते हैं, तो हम नासा नहीं होंगे।

लेकिन केवल नासा का काम ही नहीं, बल्कि सभी राज्य और अंतर्राष्ट्रीय संगठनों के प्रयासों से हमें उन सवालों के जवाब देने की अनुमति मिलती है जो हमने एक पीढ़ी पहले भी नहीं पूछे थे। ब्रह्मांड के रहस्यों की खोज करते हुए, हम अपनी उत्पत्ति, रचना और नियति के बारे में गहन और अधिक मौलिक प्रश्नों की खोज करते हैं। विज्ञान का भविष्य सिर्फ उज्ज्वल नहीं है, यह हमारे सामने सही है। वर्तमान समय में साधारण अस्तित्व के चमत्कार को साझा करने के लिए अभी भी कोई बेहतर समय नहीं था - इस सभी ज्ञान के साथ जो हमने हासिल किया है, और जिसे हम अभी भी खोजने की तैयारी कर रहे हैं।