Ακούγοντας το Σύμπαν από την Αυστραλία

ΑΠΟ ΑΡΘΡΟΓΡΑΦΟ ΤΟΥ ΞΥΠΝΑ! ΣΤΗΝ ΑΥΣΤΡΑΛΙΑ

ΤΟ ΚΑΓΚΟΥΡΟ σηκώνει ξαφνικά το κεφάλι του, στρέφοντας τα όρθια αφτιά του προς την πηγή ενός ανεπαίσθητου θορύβου. Ο ήχος προέρχεται από μερικές κεραίες ραδιοτηλεσκοπίων οι οποίες κινούνται αργά πάνω σε σιδηροτροχιές. Μέσα στη γαλήνη της υπαίθρου, από τη μια οι κεραίες των τηλεσκοπίων και από την άλλη το ζώο σταματούν λες και «παγώνουν»​—ένας παράξενος συνδυασμός φύσης και επιστήμης.

Σκηνές όπως αυτή αποτελούν συνηθισμένο φαινόμενο κοντά στην πόλη Νάραμπρι της Αυστραλίας, στις αγροτικές εκτάσεις της Νέας Νότιας Ουαλίας, όπου βρίσκονται οι Εθνικές Εγκαταστάσεις Τηλεσκοπίων της Αυστραλίας (ATNF). Η διάταξη των έξι δίσκων, πέντε από τους οποίους είναι κινούμενοι και ένας σταθερός, συνδέεται με έναν δίσκο διαμέτρου 64 μέτρων ο οποίος βρίσκεται κοντά στην πόλη Παρκς καθώς και με έναν άλλον δίσκο διαμέτρου 22 μέτρων ο οποίος βρίσκεται στην κοντινή πόλη Κουναμπαράμπραν. Όταν αυτοί οι δίσκοι συγχρονίζονται, ουσιαστικά λειτουργούν σαν ένας γιγάντιος δίσκος. Ακόμη και αυτός ο συνδυασμός μπορεί να επεκταθεί αν συνδεθεί με τα τηλεσκόπια που βρίσκονται στην Τιντμπινμπίλα, κοντά στην Καμπέρα, και στο Χόμπαρτ, στην Τασμανία.

Αυτά τα εντυπωσιακά όργανα σαρώνουν τους ουρανούς του νότιου ημισφαιρίου​—διερευνώντας προσεκτικά τα μυστικά τους. Για ποιο λόγο γίνεται αυτό; Ένα ενημερωτικό φυλλάδιο των εγκαταστάσεων παρατηρεί: «Λίγη περιέργεια οδηγεί σε μεγάλες ανακαλύψεις».

Εξιχνιάζονται τα Μυστικά του Διαστήματος

Το τηλεσκόπιο στο Παρκς εγκαινιάστηκε επισήμως τον Οκτώβριο του 1961 από τον Λόρδο Ντε Λάιλ, τον τότε γενικό κυβερνήτη της Αυστραλίας, ο οποίος προέβλεψε με ενθουσιασμό: «Αυτό το όργανο θα ελκύσει την προσοχή επιστημόνων από όλο τον κόσμο και η σπουδαιότητά του όσον αφορά την εξιχνίαση των μυστικών του διαστήματος είναι τεράστια».

Ο γενικός κυβερνήτης είχε δίκιο. Η λειτουργία αυτών των εγκαταστάσεων σήμαινε πολλά για τη σχετικά νέα επιστήμη της ραδιοαστρονομίας. Το βιβλίο Πέρα από τους Ουρανούς του Νότιου Ημισφαιρίου (Beyond Southern Skies) αναφέρει: «Η μέρα της επίσημης έναρξης της λειτουργίας του τηλεσκοπίου στο Παρκς . . . αποτέλεσε ορόσημο για την επιστήμη στην Αυστραλία. Η ιδέα για το τηλεσκόπιο είχε γεννηθεί δέκα χρόνια νωρίτερα,  αλλά χρειάστηκαν τέσσερα χρόνια για το σχεδιασμό του και δύο επιπλέον χρόνια για την κατασκευή του».

Ο Δρ Ντέιβιντ Μακ Κόνελ, διευθυντής στο Κέντρο Νάραμπρι, είπε στο Ξύπνα! ότι οι εγκαταστάσεις είναι οι μεγαλύτερες αυτού του είδους στο Νότιο Ημισφαίριο, και πρόσθεσε: «Ραδιοαστρονόμοι από πολλά μέρη του κόσμου έρχονται να χρησιμοποιήσουν τις εγκαταστάσεις για επιστημονικές έρευνες και να μελετήσουν το σύμπαν. Χάρη στη μοναδική θέση αυτών των εγκαταστάσεων, η πρόσβαση στους ουρανούς του νότιου ημισφαιρίου για τέτοιους σκοπούς είναι εξαίρετη».

Βλέποντας Αυτά που Δεν Φαίνονται

Ανόμοια με τα οπτικά τηλεσκόπια, τα ραδιοτηλεσκόπια συλλέγουν πληροφορίες που έχουν τη μορφή ραδιοακτινοβολίας, οι οποίες ερμηνεύονται, αναλύονται και έπειτα μετατρέπονται σε οπτικές εικόνες. Αυτό δεν είναι καθόλου απλό, επειδή τα ραδιοσήματα είναι ασθενή σε υπερβολικό βαθμό.

Λόγου χάρη, αν η συνολική ενέργεια που συνέλεξε το τηλεσκόπιο στο Παρκς από ραδιοσήματα τα περασμένα 40 χρόνια μετατρεπόταν σε οικιακό ηλεκτρισμό, θα άναβε έναν λαμπτήρα ισχύος 100 βατ μόνο για ένα εκατοντάκις εκατομμυριοστό του δευτερολέπτου! Αυτά αναφέρει ο Ρικ Τουάρντι, υπεύθυνος επιστημονικών υπηρεσιών των εγκαταστάσεων στο Παρκς. Τα δεδομένα που συλλέγονται στέλνονται σε ένα πανίσχυρο κομπιούτερ το οποίο συσχετίζει τα συνδυασμένα σήματα που έχουν λάβει οι κεραίες. «Οι εγκαταστάσεις στο Νάραμπρι έχουν ένα τέτοιο κομπιούτερ το οποίο μπορεί να επεξεργαστεί 6 δισεκατομμύρια μονάδες πληροφοριών ανά δευτερόλεπτο», εξήγησε ο Μακ Κόνελ. Τα αποτελέσματα υπόκεινται σε περαιτέρω επεξεργασία και στη συνέχεια προωθούνται στα κεντρικά γραφεία των εγκαταστάσεων στο Σίντνεϊ, όπου και μετατρέπονται σε ραδιοεικόνες. Ο συνδυασμός αυτών των εικόνων με δεδομένα που λαβαίνονται από οπτικά τηλεσκόπια αποκαλύπτει μερικά από τα φοβερά θαύματα του σύμπαντος.

Ωστόσο, τα ραδιοτηλεσκόπια μπορούν επίσης να λειτουργούν ανεξάρτητα για συγκεκριμένα ερευνητικά προγράμματα. Για παράδειγμα, οι μεγαλύτεροι δίσκοι, όπως αυτός στο Παρκς, λαβαίνουν και επεξεργάζονται καλύτερα τα πολύ ασθενή ραδιοσήματα, όπως εκείνα που εκπέμπουν οι πούλσαρ. Έτσι λοιπόν, αυτό το τηλεσκόπιο έχει συντελέσει στην ανακάλυψη περισσότερων από τους μισούς γνωστούς πούλσαρ του σύμπαντος. Χρησιμοποιήθηκε επίσης για την αναμετάδοση εικόνων από τους πρώτους σεληνιακούς περιπάτους και έπαιξε σημαντικό ρόλο στην αποστολή διάσωσης του Απόλλων 13. Συνέβαλε σε πολλές άλλες ανακαλύψεις, περιλαμβανομένων και δακτυλίων του Αϊνστάιν καθώς και υπολειμμάτων σουπερνόβα, για να αναφέρουμε μόνο δύο παραδείγματα.​—Βλέπε το συνοδευτικό πλαίσιο.

Είμαστε Μόνοι;

Αν και το κύριο έργο στις εγκαταστάσεις αυτές είναι η ενασχόληση με την επιστημονική έρευνα και η απάντηση περίπλοκων ερωτημάτων σχετικά με το σύμπαν, μια μικρή ομάδα ερευνητών χρησιμοποιούν τις εγκαταστάσεις για να διερευνήσουν άλλο ένα ερώτημα: Υπάρχουν άλλοι πολιτισμοί στο σύμπαν; Οι ερευνητές που ασχολούνται με αυτό το ερώτημα είναι γνωστοί ως εξωβιολόγοι.

Πώς μπορούν τα ραδιοτηλεσκόπια να απαντήσουν σε αυτό το δύσκολο ερώτημα; Μερικοί εξωβιολόγοι πιστεύουν ότι αν υπήρχαν άλλοι πολιτισμοί στο σύμπαν, πιθανότατα θα ήταν πολύ παλαιότεροι από το δικό μας και επομένως θα γνώριζαν τα ραδιοσήματα και θα τα χρησιμοποιούσαν προκειμένου να έρθουν σε επαφή με τη γη. Ορισμένοι επιστήμονες είναι αρκετά αισιόδοξοι όσον αφορά την ανακάλυψη πολιτισμών οι οποίοι θα μοιάζουν λίγο πολύ με το δικό μας.

Αλλά πολλοί δεν είναι και τόσο σίγουροι. Μερικοί  εξωβιολόγοι μάλιστα παραδέχονται πως τα ραδιοσήματα που έχουν λάβει, και τα οποία φαίνεται ότι παρέχουν ενδείξεις ζωής στο σύμπαν, «αποδείχτηκε ότι προέρχονται από έναν και μόνο πολιτισμό​—το δικό μας»! Ο Δρ Ίαν Μόρισον, υπεύθυνος για τη λειτουργία του βρετανικού ραδιοτηλεσκοπίου Τζόντρελ Μπανκ, είπε: «Πριν από είκοσι χρόνια πιστεύαμε ότι μπορεί να υπήρχαν μέχρι και ένα εκατομμύριο άλλοι πολιτισμοί στο γαλαξία μας. Τώρα πιστεύω ολοένα και περισσότερο ότι η ανθρώπινη φυλή είναι μάλλον μοναδική».

Αν και ο πολιτισμός μας μπορεί να είναι μοναδικός, δημιουργούμε πολλά προβλήματα στους αστρονόμους, και στην ουσία παρεμποδίζουμε τις προσπάθειες που κάνουν για να συλλέξουν πληροφορίες από το σύμπαν. Η ακρόαση του σύμπαντος γίνεται ολοένα και πιο δύσκολη λόγω των ηλεκτρονικών θορύβων που δημιουργούμε.

Παρακαλώ Ησυχία! Προσπαθώ να Ακούσω

Ισχυρότερα ραδιοκύματα, τα οποία παράγουν οι άνθρωποι, καλύπτουν τα φυσικά ραδιοκύματα που εκπέμπουν τα ουράνια σώματα μέχρι του σημείου «να έχει γίνει εκκωφαντικό το περιβάλλον των ραδιοκυμάτων», αναφέρει το περιοδικό Επιστημονικά Νέα (Science News). Τέτοιες παρεμβολές προέρχονται από κομπιούτερ, φούρνους μικροκυμάτων, κινητά τηλέφωνα, τηλεοπτικά και ραδιοφωνικά σήματα, στρατιωτικά ραντάρ, κέντρα ελέγχου εναέριας κυκλοφορίας και δορυφορικά συστήματα. Τα σήματά τους πρέπει να απομονώνονται από εκείνα που λαβαίνουμε από γαλαξίες στο διάστημα.

Για να αποφευχθεί μεγάλο μέρος αυτών των παρεμβολών, τα ραδιοτηλεσκόπια στην Αυστραλία και αλλού στον κόσμο τοποθετούνται σε απομονωμένες περιοχές. Ωστόσο, ακόμη και αυτό ίσως δεν αρκεί. «Οι ραδιοαστρονόμοι φοβούνται ότι σύντομα μπορεί να μην έχει απομείνει κανένα ήσυχο μέρος για να κάνουν την έρευνά τους. . . . Ίσως κάποια μέρα θα μπορούν να κρύψουν τα τηλεσκόπιά τους σε ένα σημείο το οποίο πιθανότατα θα έχει παραμείνει ήσυχο: στο πίσω μέρος της σελήνης». Αυτό αναφέρει με λύπη σε ένα άρθρο του το περιοδικό Επιστημονικά Νέα.

Εντούτοις, παρ’ όλες τις δυσκολίες, οι έρευνες που γίνονται σε αυτές τις εγκαταστάσεις αποκαλύπτουν λεπτομέρειες ενός θαυμαστού σύμπαντος τις οποίες δεν θα μπορούσε να δει ποτέ το γυμνό μας μάτι. Αυτό θα πρέπει να δίνει σε όλους μας ευκαιρίες να αναλογιζόμαστε πόσο όμορφο μέρος είναι η γη μας μέσα σε αυτό το σύμπαν που προκαλεί δέος και θα πρέπει επίσης να μας γεμίζει ευγνωμοσύνη για τον Δημιουργό του ουρανού και της γης.

[Πλαίσιο/Εικόνα στη σελίδα 16, 17]

ΑΠΟ ΤΙ ΑΠΟΤΕΛΕΙΤΑΙ ΤΟ ΣΥΜΠΑΝ;

Γαλαξίες

Τεράστιοι αριθμοί αστρικών συστημάτων τα οποία συγκρατούνται μεταξύ τους μέσω της βαρυτικής έλξης

[Εικόνα]

Ραδιοεικόνα της ομάδας γαλαξιών Μ81

[Ευχαριστίες]

Ευγενική παραχώρηση εικόνας από NRAO/AUI/NSF

Κβάζαρ (Ημιαστέρες)

Σώματα με όψη αστέρων τα οποία ίσως είναι τα πιο μακρινά και τα πιο λαμπερά σώματα του σύμπαντος

[Εικόνα]

Ραδιοεικόνα ενός κβάζαρ που απέχει έξι δισεκατομμύρια έτη φωτός. Πηγή της ενέργειάς του θεωρείται ότι είναι μια υπερμαζική μαύρη τρύπα

[Ευχαριστίες]

Copyright Australia Telescope, CSIRO

Πούλσαρ (Παλλόμενοι Ραδιοαστέρες)

Ουράνια σώματα, για τα οποία γενικά πιστεύεται ότι είναι αστέρες νετρονίων που περιστρέφονται με μεγάλες ταχύτητες και εκπέμπουν παλμούς ακτινοβολίας, κυρίως ραδιοκύματα, σε πολύ τακτά χρονικά διαστήματα

[Εικόνα]

Σε αυτή την εικόνα ορατού φωτός, ο πούλσαρ είναι το σώμα που φαίνεται αμυδρά στο κέντρο του Νεφελώματος του Καρκίνου

[Ευχαριστίες]

Hale Observatory/NASA

Νόβα (Καινοφανείς Αστέρες)

Άστρα τα οποία ξαφνικά γίνονται χιλιάδες φορές λαμπρότερα και έπειτα η λάμψη τους επανέρχεται σταδιακά στα αρχικά επίπεδα της έντασής της

Σουπερνόβα (Υπερκαινοφανείς Αστέρες)

Νόβα που είναι εκατομμύρια φορές λαμπρότερα από τον ήλιο

[Εικόνα]

Υπόλειμμα σουπερνόβα: Ραδιοεικόνα σε κόκκινο, ακτίνα Χ σε μπλε, ορατό φως σε πράσινο

[Ευχαριστίες]

X-ray (NASA/CXC/SAO)/optical (NASA/HST)/radio (ACTA)

Δακτύλιοι του Αϊνστάιν

Μπορεί ένας γαλαξίας να κρυφτεί πίσω από κάποιον άλλον; Όχι αν είναι απόλυτα ευθυγραμμισμένοι. Ο γαλαξίας που βρίσκεται μπροστά ενεργεί σαν τεράστιος βαρυτικός φακός και διαχέει το φως ή τα ραδιοκύματα του γαλαξία που βρίσκεται πίσω δημιουργώντας φαινομενικούς δακτυλίους φωτός

[Ευχαριστίες]

HST/MERLIN/VLBI National Facility

[Διάγραμμα στη σελίδα 17]

(Για το πλήρως μορφοποιημένο κείμενο, βλέπε έντυπο)

Όπως ακριβώς οι εικόνες των ακτίνων Χ μπορούν να μας δείξουν το εσωτερικό του ανθρώπινου σώματος, οι εικόνες ραδιοκυμάτων μπορούν να μας δείξουν τις εσωτερικές διεργασίες του σύμπαντος

ΡΑΔΙΟΚΥΜΑ

ΜΙΚΡΟΚΥΜΑ

ΥΠΕΡΥΘΡΟ

ΟΡΑΤΟ ΦΑΣΜΑ

ΥΠΕΡΙΩΔΕΣ

ΑΚΤΙΝΑ Χ

ΑΚΤΙΝΑ ΓΑΜΑ

[Ευχαριστίες]

Steven Stankiewicz

[Εικόνα στη σελίδα 15]

Πάνω: Πέντε από τις έξι κεραίες κοντά στο Νάραμπρι

[Ευχαριστίες]

S. Duff © CSIRO, Australia Telescope National Facility

[Εικόνα στη σελίδα 15]

Ο δίσκος διαμέτρου 64 μέτρων κοντά στο Παρκς

[Ευχαριστίες]

Δικαιώματα Φωτογραφίας: John Sarkissian

[Ευχαριστίες για την προσφορά της εικόνας στη σελίδα 15]

J. Masterson © CSIRO, Australia Telescope National Facility