A imagem de três dos quatro exoplanetas conhecidos que orbitam o HR 8799 , de 2010, representa a primeira vez que um telescópio tão pequeno - menor que um adulto - conseguiu ver diretamente o exoplaneta.Se você fosse ao passado por apenas 30 anos, não teria o mundo como é hoje. Nós conhecíamos apenas os planetas em nosso sistema solar; não tínhamos o conceito de energia escura; não havia telescópios espaciais; ondas gravitacionais eram simplesmente uma teoria não verificada. Não abrimos todos os quarks e leptons, ninguém sabia se a partícula de Higgs existia. Nem sabíamos o quão rápido o universo está se expandindo. No início de 2018, uma geração depois, fizemos uma revolução em todas essas áreas e fizemos descobertas que ninguém esperava. O que acontecerá depois? É exatamente isso que nosso leitor deseja saber:
Eu gostaria de saber o que os cientistas planejam fazer a seguir. Que novas chegadas são esperadas, que teóricos escrevem nos quadros ou apenas quais idéias eles estão discutindo?
Após a grande reunião anual da
Sociedade Astronômica Americana, será muito conveniente discutir o futuro da ciência.
O grande aglomerado de galáxias Abell 2744 , também conhecido como aglomerado de Pandora. Seu efeito de lente gravitacional, que vê das galáxias localizadas atrás, coincide com o Einstein GR; estica e realça a luz do universo distante e nos permite ver os objetos mais distantes.O mundo inteiro tem trabalhado para nos levar ao nível atual de conhecimento. Telescópios, observatórios, aceleradores de partículas, detectores de neutrinos, experimentos com ondas gravitacionais são realizados em todo o mundo, nos sete continentes e até no espaço. Do IceCube no Polo Sul ao telescópio Hubble, Herschel e Kepler no espaço, do LIGO / Virgo procurando ondas gravitacionais ao LHC no CERN - todas as descobertas foram feitas por milhares de cientistas, engenheiros, estudantes e cidadãos, trabalhando incansavelmente na descoberta dos segredos do Universo. Com todo esse conhecimento, é importante lembrar até onde chegamos: entendemos o Universo melhor do que qualquer pessoa da geração anterior, de Newton a Einstein e Feynman, com os quais você poderia sonhar. Agora vamos ver o que está por vir.
A atualização dos ímãs no LHC permitiu que ele quase dobrasse a energia em comparação com os primeiros lançamentos em 2010-2013. Atualizações futuras aumentarão a energia e o brilho (colisões por segundo) e fornecerão ainda mais dados.Física de partículas . Nos últimos anos, descobrimos o bóson de Higgs, a presença de massa de neutrinos e a violação da reversão do tempo. O LHC do CERN está operando com capacidade total e já coletou mais dados em altos níveis de energia do que todos os experimentos anteriores combinados. Enquanto isso, o IceCube e o
Observatório Pierre Auger estão medindo neutrinos, incluindo alta energia e espaço, em um novo nível. No futuro, novos observatórios de neutrinos, como IceCube Gen2 (onde o número de colisões será aumentado em 10 vezes) e ANTARES (um detector com dez milhões de toneladas de água do mar) nos fornecerão um aumento de dez vezes na taxa de chegada de dados e, como resultado, podemos até ver neutrinos de novas supernovas ou da fusão de estrelas de nêutrons.
O IceCube Observatory, o primeiro observatório de neutrinos do gênero, foi projetado para observar essas partículas indescritíveis de alta energia sob a espessura do gelo antárticoA importância de atualizar o equipamento a partir de experiências em andamento não deve ser subestimada. Por exemplo, o LHC coletou apenas 2% dos dados do volume estimado que deveria coletar durante todo o tempo da existência planejada. A construção potencial de novos experimentos, por exemplo, o
colisor linear internacional , o colisor de prótons de anel da próxima geração ou mesmo (se a tecnologia aparecer) o colisor de múons relativista pode nos levar a novas fronteiras na física fundamental de partículas. Vivemos um grande momento.
Detector de ondas gravitacionais de Virgem localizado em Cascina, perto de Pisa (Itália). O Virgo é um interferômetro laser Michelson gigante de 3 km de comprimento com ombros que complementam o detector duplo de quatro quilômetros LIGO.Ondas gravitacionais . Após décadas de trabalho em muitos componentes, a era da astronomia gravitacional não apenas chegou, mas permanecerá conosco por um longo tempo. Os observatórios Advanced LIGO e Virgo já descobriram cinco fusões de buracos negros e uma fusão de estrelas de nêutrons e, após uma série de atualizações, elas se tornarão ainda mais sensíveis. Isso significa que, após o próximo lançamento, eles poderão detectar sinais mais fracos e fusões mais distantes. Nos próximos anos, o detector japonês KAGRA e LIGO India entrarão em operação e abrirão novas possibilidades para medições ainda mais precisas de ondas gravitacionais. Ondas gravitacionais de supernovas,
falhas de pulsares , fusões de estrelas binárias e até a fusão de estrelas de nêutrons com buracos negros podem nos esperar.
As três naves espaciais do LISA, na visão do artista - a perturbação do espaço causada por fontes de ondas gravitacionais com longos períodos de revolução, devem nos dar uma imagem interessante do universo. O projeto LISA foi concebido pela NASA há muitos anos e agora será construído pela Agência Espacial Européia, com apoio parcial da NASA.Mas não apenas o LIGO está ocupado com ondas gravitacionais! Uma antena espacial usando o princípio de um interferômetro a laser, o
LISA , será lançada na década de 2030 e nos permitirá detectar ondas gravitacionais de buracos negros supermassivos e objetos com uma frequência muito menor. Ao contrário do LIGO, os sinais recebidos pela LISA nos permitem prever quando e onde a fusão ocorrerá, o que nos dará a oportunidade de preparar telescópios ópticos para este evento. Medições da polarização do CMB tentarão sondar as ondas gravitacionais remanescentes da inflação e outros sinais na forma de ondas gravitacionais, cuja aparência levou bilhões de anos. E usando períodos pulsares, com a ajuda de grades como ACTA e
NanoGRAV , podemos detectar objetos cujo movimento em órbita leva anos ou até décadas. Este é um momento incrível para esta nova classe de ciências.
A imagem do Hubble Ultra Deep Field contém mais de 10.000 galáxias, algumas das quais se juntam. Essa é uma das visões mais profundas do Universo, demonstrando a extensão das estruturas localizadas próximas a nós e àquelas cuja luz viajou por mais de 13 bilhões de anos, até chegar a nós. E este é apenas o começo.Astronomia e astrofísica . Por onde começar a listar as últimas astronomia? Como se nossas missões atuais não fossem surpreendentes o suficiente, nas quais experimentos no terreno, em balões e aviões são constantemente atualizados e obtêm novas ferramentas aprimoradas - também temos novas missões que vão para o espaço e começam a funcionar, e essas missões prometem revolucionar em nosso conhecimento. Missões relançadas, como Swift, NuSTAR, NICER e CREAM, nos darão a oportunidade de dar uma nova olhada em tudo, desde raios cósmicos de energia até o interior de estrelas de nêutrons. O instrumento HIRMES, que deve decolar no próximo ano a bordo da SOFIA, nos mostrará exatamente como os discos proto-estelares se transformam em estrelas reais. O TESS, que se prepara para lançar no final do ano, encontrará planetas terrestres potencialmente habitados nas órbitas das estrelas mais brilhantes e próximas.
A nova estrela GK Perseus , mostrada aqui em raios-x (azul), rádio (rosa) e raios ópticos (amarelos) na fotografia composta é um ótimo exemplo do que pode ser visto com os melhores telescópios da geração atual. E a percepção de todos esses comprimentos de onda, dos raios X ao rádio, melhorará tremendamente nos próximos anos e décadas.O próximo na lista de recém-chegados é o
IXPE , que será lançado em 2020 e nos permitirá medir raios-x e sua polarização, o que nos dará novas informações sobre os raios-x espaciais e os objetos mais densos e mais massivos (como buracos negros supermassivos) do Universo. O GUSTO, que será lançado em um balão de longo prazo sobre a Antártica, nos permitirá explorar a Via Láctea e o meio interestelar, e nos contar sobre todas as fases da vida das estrelas, do nascimento à morte. XARM e ATHENA revolucionarão a astronomia de raios-X, falar-nos sobre a formação de estruturas, a saída dos centros das galáxias e talvez até lançar luz sobre a matéria escura. Enquanto isso, o
EUCLID medirá os cantos mais distantes do universo em um amplo campo de visão e nos permitirá ver milhares de supernovas distantes, além de nos dar as melhores restrições sobre os parâmetros da energia escura.
A visão do artista sobre o telescópio James Webb, agosto de 2013. O telescópio será lançado em 2019 [de acordo com os dados mais recentes, na primavera de 2020 / aprox. transl.], e será o nosso maior observatório infravermelho de todos - nos mostrará coisas que nunca encontraríamos.Isso sem mencionar as principais missões da NASA, como
o Telescópio Espacial James Webb , o WFIRST ou os quatro candidatos à principal missão da NASA para a década de 2030. As tarefas variam desde a pesquisa de atmosferas em mundos potencialmente habitados até a medição da composição dessas atmosferas (incluindo a pesquisa de bio-atributos); de explorar os blocos de construção da vida em nuvens moleculares até encontrar as galáxias mais distantes; desde a busca pelas estrelas iniciais que consistem no gás que surgiu durante o Big Bang até o estudo da formação e crescimento das estrelas. Essas missões responderão às maiores questões filosóficas sobre a origem do universo e seu desenvolvimento.
Como será um telescópio gigante de Magalhães totalmente construído. Ele será capaz de considerar os mundos semelhantes à Terra localizados a 30 anos-luz de nós e os de Júpiter - a uma distância de muitas centenas de anos-luz.Ao mesmo tempo, estão sendo construídos telescópios e matrizes revolucionários terrestres. O grande telescópio de pesquisa sinóptica combina as ambições dos projetos SDSS e Pan-STARRS e as expande com telescópios 20 vezes mais potentes. Um conjunto de antenas de quilômetros quadrados, o Square Kilometer Array, permitirá que a radioastronomia alcance alturas sem precedentes, abra milhares de novos buracos negros e provavelmente encontre algo que ainda nos é desconhecido. Enquanto isso, estamos construindo telescópios de 30 metros de altura, como GMT e ELT, que podem coletar 100 vezes mais luz que o Hubble, terão instrumentos mais avançados e sistemas de óptica adaptativa do que qualquer coisa que existe hoje. Podemos revelar os segredos do universo.
Como porcentagem do orçamento federal [dos EUA], os investimentos na NASA estão em um nível baixo de 58 anos.E esta é apenas uma descrição superficial do que está acontecendo. Cada campo científico tem seu próprio conjunto de experiências e sugestões surpreendentes, e até a lista aqui está longe de estar completa - nem sequer inclui missões para planetas. E tudo isso acontece quando o orçamento da NASA diminui, o que nem pega a inflação. Mas, apesar disso, milhares de pessoas trabalhando nesses projetos - que planejam, desenvolvem, constroem e gerenciam e também analisam os resultados - permanecem otimistas. Quando você gosta de encontrar as verdades mais fundamentais do universo, incluindo respostas para perguntas como:
- Em que consiste o universo?
- Como ela conseguiu isso?
- Existe algum outro lugar da vida?
- Qual é o destino final de tudo?
Você encontrará uma maneira de obter o máximo de resultados com recursos limitados.
Quanto mais você olha para o espaço, mais olha para o passado. Quanto mais cedo chegamos, mais quente, mais denso e menos desenvolvido o Universo se torna. A parte que podemos ver é limitada e, é claro. Mas o que há além?Como disse Thomas Zurbuken [
Diretor de Missão
Adjunto da NASA / Aprox. ]
perev. ] em relação às missões atuais e futuras emblemática:
Estudamos o universo precisamente pelo que aprendemos com essas missões emblemáticas. Esta é uma ciência da escala da civilização. Se não fizermos isso, não seremos a NASA.
Mas não apenas o trabalho da NASA, mas os esforços de todas as organizações estaduais e internacionais nos permitem responder perguntas que nem sequer fazíamos uma geração atrás. Descobrindo os segredos do universo, descobrimos questões mais profundas e fundamentais sobre nossa origem, composição e destino. O futuro da ciência não é apenas brilhante, está se desenrolando bem à nossa frente. Ainda não havia tempo melhor para compartilhar o milagre da existência simples nos dias atuais - com todo esse conhecimento que adquirimos e que ainda estamos nos preparando para descobrir.