לנו בני האדם יש רעב שאינו יודע שובע להבנת היקום. כמו שאמר קרל סגן, "ההבנה היא אקסטזי." אבל כדי להבין את היקום, אנו זקוקים לדרכים טובות וטובות יותר להתבונן בו. וזה אומר דבר אחד: טלסקופים גדולים, ענקיים, עצומים.
בסדרה זו נסקור 6 מתוך הטלסקופים העל העולמיים:
- טלסקופ מגלן הענק
- הטלסקופ הגדול ביותר
- הטלסקופ 30 מטר
- הטלסקופ הגדול ביותר באירופה
- טלסקופ הסקר הסינופטי הגדול
- טלסקופ החלל ג'יימס ווב
- טלסקופ סקר האינפרא אדום בשדה הרחב
טלסקופ הענק מגלן (GMT) נבנה בצ'ילה, במצפה הכוכבים Las Campanas, ביתם של קודמי ה- GMT טלסקופים של מגלן. אזור אטקמה בצ'ילה הוא מיקום מצוין לטלסקופים בגלל תנאי הראייה המעולים שלו. זה מדבר בגובה רב, כך שהוא שם יבש וקריר במיוחד, עם מעט זיהום אור.
ה- GMT נבנה על ידי ארה"ב, אוסטרליה, דרום קוריאה וברזיל. זה החל בבניית מתקנים בשנת 2015, והאור הראשון צריך להיות בתחילת 2020.
מראות מפולחות הן שיא הטכנולוגיה בכל הנוגע לטלסקופים העל, וה- GMT בנוי סביב טכנולוגיה זו.
המראה הראשית של GMT מורכבת משבע מראות נפרדות: מראה מרכזית אחת מוקפת 6 מראות אחרות. יחד הם יוצרים משטח אופטי בקוטרו 24.5 מטר. המשמעות היא של- GMT יהיה שטח איסוף אור כולל של 368 מ"ר, או כמעט 4,000 רגל רבוע. ה- GMT יעלה על ביצועים טובים יותר של טלסקופ החלל האבל בכך שיש לו כוח פותר גדול פי עשרה.
יש גבול לגודל של מראות בודדות שניתן לבנות, והמראות של 8.4 מטר ב- GMT הן בגבולות שיטות הבנייה. זו הסיבה שמערכות מפולחות נמצאות בשימוש ב- GMT ובטלסקופים סופר אחרים המתוכננים ונבנים ברחבי העולם.
מראות אלה הן מעשי הנדסה מודרניים. כל אחד מהם עשוי 20 טון זכוכית, ונדרש שנים לבנות. המראה הראשונה לוהקה בשנת 2005, והיא עדיין ליטשה 6 שנים אחר כך. למען האמת, המראות כל כך מאסיביות, שהן צריכות 6 חודשים להתקרר כשהן יוצאות מהליהוק.
הם לא רק מראות שטוחות ופשוטות. הם מתוארים כצ'יפס תפוחי אדמה, במקום להיות שטוחים. הם אושריים, כלומר שפני המראות הם בעלי משטחים מעוקלים תלולים. המראה צריכה להיות בעלת אותה עקמומיות כדי לבצע יחד, מה שמצריך ייצור מוביל. יש ללטש את צורתם הפרבולידית של המראות לרמת דיוק העולה על 25 ננומטר. זה בערך 1/25 באורך הגל של האור עצמו!
למעשה, אם היית לוקח את אחד ממראות ה- GMT ומפיץ אותו מהחוף המזרחי לחוף המערבי של ארה"ב, גובהו של ההר הגבוה ביותר במראה היה רק 1/2 אינץ '.
התוכנית מיועדת לטלסקופ הענק מגלן להתחיל בפעולה רק עם ארבעה ממראותיו. ל- GMT יהיה גם מראה נוספת בנויה, רק למקרה מקרי.
בניית המראות של ה- GMT דרשה שיטות בדיקה וציוד חדשים לחלוטין בכדי להשיג דיוק תובעני זה. המשימה כולה נפלה על מעבדת המראות של ריצ'רד פ קאריס באוניברסיטת אריזונה.
אבל GMT הוא יותר מסתם המראה הראשית שלו. יש לו גם מראה משנית, שגם היא מפולחת. כל אחד מקטעי המראה המשנית חייב לעבוד בקנה אחד עם הקטע התואם שלו במראה הראשית, ויש למדוד את המרחק ממראה משנית למראה ראשונית בתוך חלק אחד ב- 500 מיליון. זה דורש הנדסה מדויקת למבנה הפלדה של גוף הטלסקופ.
ההנדסה העומדת מאחורי ה- GMT מאוד תובענית, אך לאחר שהיא תפעל, מה זה יעזור לנו ללמוד על היקום?
"אני חושב שהדברים המרגשים באמת יהיו דברים שעוד לא ידענו עליהם." -ד"ר. רוברט קירשנר
ה- GMT יעזור לנו להתמודד עם תעלומות מרובות ביקום, כפי שמסביר ד"ר רוברט קירשנר, מהמרכז הרווארד-סמיתסוניאן לאסטרופיסיקה. בסרטון זה.
היעדים המדעיים של ה- GMT מסודרים היטב, ואין באמת הפתעות. מטרות ה- GMT הן להגביר את ההבנה שלנו לגבי כמה היבטים מהותיים ביקום שלנו:
- היווצרות כוכב, כוכב לכת ודיסק
- מערכות פלנטריות חוץ-קוליות
- אוכלוסיות כוכבים והתפתחות כימית
- הרכבה גלקסיה ואבולוציה
- פיסיקה בסיסית
- אור ראשון ומיזוג מחדש
ה- GMT אוסף יותר אור מכל טלסקופ אחר שיש לנו, וזו הסיבה לפיתוחו כל כך עוקב אחר פיתוחו. זה יהיה ה"היקף הראשון "לצילום ישיר של כוכבי לכת מחוץ לסביבה, שיהיה מרגש מאוד. עם ה- GMT יתכן שנוכל לראות את צבע כוכבי הלכת, ואולי אפילו מערכות מזג אוויר.
אנו רגילים לראות תמונות של להקות הסער של צדק, ותופעות מזג אוויר בכוכבי לכת אחרים במערכת השמש שלנו, אך יכולת לראות דבר כזה על כוכבי לכת חוץ-סולאריים זה יהיה מדהים. זה משהו שאפילו האדם המתעניין בחלל המזדמן ירתק ממנו מייד. זה כמו שמדע בדיוני מתעורר לחיים.
כמובן, אנחנו עדיין רחוקים מכל מה שקורה. כשאור ראשון לא צפוי עד תחילת 2020, נצטרך להיות מאוד סבלניים.
