الفلك

(سؤال فكر) كيف يمكن أن تبدو المرآة العملاقة البعيدة بالنسبة للتلسكوب؟

(سؤال فكر) كيف يمكن أن تبدو المرآة العملاقة البعيدة بالنسبة للتلسكوب؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

إذا كانت هناك مرآة مثالية من الناحية النظرية بحجم نظامنا الشمسي ، على سبيل المثال ، في مكان ما في الفضاء يحتوي على نقطة محورية للأرض بالمعنى الحرفي للكلمة. كيف سيبدو ذلك بالنسبة لتلسكوب فضائي أو أرضي؟ هل يمكن تمييزه عن أجزاء أخرى من الفضاء؟ هل يمكنك تحديد الأرض فيه؟ (على سبيل المثال ، من خلال وضع مرآة في الفضاء ، هل سنتمكن من رؤية الماضي؟)


إذا كانت هناك مرآة مثالية من الناحية النظرية بحجم نظامنا الشمسي ، على سبيل المثال ، في مكان ما في الفضاء ...

تجربة فكرية رائعة حتى الآن!

... التي كانت لها نقطة محورية في الأرض حرفيًا ...

فئران! كنت أتمنى الحصول على مرآة مسطحة لذا فإن الإجابة ستكون أبسط قليلاً.

صحيح أن المرايا المقعرة هي "مرايا مكبرة" وإذا بقينا فيها أقرب إلى المرآة من مرتين النقطة المحورية لها (انظر أدناه) يمكننا أن نرى صورة مكبرة. لا أعتقد أنه يوفر دقة بصرية أفضل من المرآة العادية ، ولكن نظرًا لأن بنية أعيننا ثابتة (لا يمكننا تغيير النظام البصري ولا "كثافة البكسل") ، فإننا نستخدم المرآة "لتفجير" الصورة بنفس الطريقة التي يقوم بها المكبر الفوتوغرافي بتفجير الصورة على صورة سلبية دون تحسين دقة الصورة.

مصدر

في علم البصريات ، يتم ترميز معلومات الصورة في واجهة الموجة في أي وقت سواء في التركيز عند تلك النقطة أم لا. إذا عرفنا قطر المرآة والمسافة من الأرض ، يمكننا تطبيق مبدأ الانعراج بطريقة بسيطة بغض النظر عن مدى تعقيد باقي النظام البصري.

بالنسبة لمرآة دائرية صلبة (فك على شكل قبعة علوية) ، نعلم أن قرص Airy هو المبدأ الصحيح للتطبيق ، ويعطينا تعريفًا بسيطًا للدقة

$$ theta almost text {1.22} frac { lambda} {d} $$

للقرار الزاوي. دعنا نستخدم الضوء الأخضر 500 نانومتر ل $ لامدا $ ومرتين نصف قطر مدار نبتون (60 AU) من أجل $ د $. هذا يعطينا 4 دولارات مرة 10 ^ {- 18} دولار راديان.

إذا كانت المرآة على مسافة Proxima Centauri أو فقط 4 دولارات مرة 10 ^ {+ 16} دولار مترًا ، فإن التأثير على حل واجهة الموجة من المرآة المثالية استنادًا إلى حيود الفتحة الدائرية سيكون في حدود السنتيمترات!

الطول البؤري للمرآة المقعرة هو المسافة الموازية لنقطة ، لذلك نحتاج حقًا إلى أن تكون المرآة على مسافة من نقطة إلى نقطة تقريبًا ضعف الطول البؤري.

إذا أعادت المرآة المقعرة صورتنا إلينا ، على سبيل المثال على ورقة ، فستكون باهتة بشكل لا يصدق ، أي لا توجد فوتونات إلى حد كبير إلا من الشمس نفسها. ولكن إذا تجاهلنا ذلك ، فسنرى أنفسنا مشوشين بحوالي سنتيمتر واحد.

إذا كانت الصورة أمامنا كيلومترات ، فيمكننا تركيز تلسكوب على تلك الصورة في الفضاء وإعادة تصويرها عند تلميذ مدخل العدسة أو على جهاز استشعار.

إذا كان قطر التلسكوب مترًا واحدًا ، فيمكننا رؤية قطعة أرض بعرض متر واحد تقريبًا.

بالطبع هذا لا يعمل ببساطة لأنه يجب توجيه المرآة بحيث يتم تصوير موقع الأرض قبل 8.5 سنة حيث كنا اليوم.

الاستنتاجات

نعم ، هذا ممكن نوعًا ما من وجهة نظر Gedankenexperiment ؛ يمكن أن تنتج مرآة 60 AU في Proxima Centauri بطول بؤري ضعف تلك المسافة صورة للأرض القريبة من الأرض (اعتبارات وقت الضوء سارية) ويمكننا أن ننظر إلى هذا الموقع في الفضاء باستخدام تلسكوب ذو قطر كبير ونرى رقعة من منذ 8.5 سنة ، تم تمييز الأرض تقريبًا بحجم فتحة التلسكوب.


(سؤال فكر) كيف يمكن أن تبدو المرآة العملاقة البعيدة بالنسبة للتلسكوب؟ - الفلك

سيكون تلسكوب ماجلان العملاق أحد أعضاء الجيل القادم من التلسكوبات الأرضية العملاقة التي تعد بإحداث ثورة في نظرتنا وفهمنا للكون. سيتم تشييده في مرصد لاس كامباناس في تشيلي. من المقرر أن يبدأ تشغيل التلسكوب في عام 2029.

تتميز GMT بتصميم فريد يوفر العديد من المزايا. إنه تلسكوب مرآة مجزأ يستخدم سبعة من أكبر مرايا متراصة صلبة اليوم كقطع. ستة أجزاء خارج المحور 8.4 متر أو 27 قدمًا تحيط بقطعة مركزية على المحور ، وتشكل سطحًا بصريًا واحدًا يبلغ قطره 24.5 مترًا ، أو 80 قدمًا ، ويبلغ إجمالي مساحة التجميع 368 مترًا مربعًا. ستتمتع GMT بقوة حل أكبر بعشر مرات من قوة تلسكوب هابل الفضائي. مشروع GMT هو عمل اتحاد دولي متميز من الجامعات والمؤسسات العلمية الرائدة.

كيف ستعمل؟

سوف ينعكس الضوء من حافة الكون أولاً عن المرايا الأساسية السبع ، ثم ينعكس مرة أخرى عن المرايا الثانوية السبع الأصغر ، وأخيراً ، لأسفل من خلال المرآة الأساسية المركزية إلى كاميرات التصوير المتقدمة CCD (جهاز مقترن بالشحن). هناك ، سيتم قياس الضوء المركز لتحديد مسافة الأشياء وما هي مكوناتها.

تصنع مرايا GMT الرئيسية في مختبر ريتشارد إف كاريس ميرور بجامعة أريزونا في توكسون. إنها أعجوبة الهندسة الحديثة وصناعة الزجاج ، حيث يتم تقويس كل قطعة إلى شكل دقيق للغاية ومصقولة ضمن الطول الموجي للضوء - ما يقرب من جزء من المليون من البوصة. على الرغم من أن مرايا GMT ستمثل مجموعة أكبر بكثير من أي تلسكوب ، فإن الوزن الإجمالي للزجاج أقل بكثير مما قد يتوقعه المرء. يتم تحقيق ذلك باستخدام قالب قرص العسل ، حيث يكون الزجاج النهائي مجوفًا في الغالب. يتم وضع القالب الزجاجي داخل فرن دوار عملاق حيث يتم صب & # 8220 spin ، & # 8221 يعطي الزجاج شكلاً مكافئًا طبيعيًا. هذا يقلل بشكل كبير من كمية الطحن المطلوبة لتشكيل الزجاج ويقلل أيضًا من الوزن. أخيرًا ، نظرًا لأن المرايا العملاقة مجوفة بشكل أساسي ، يمكن تبريدها بالمراوح للمساعدة في موازنة درجة حرارة الهواء الليلي ، وبالتالي تقليل التشوه الناتج عن الحرارة.

أحد الجوانب الهندسية الأكثر تعقيدًا للتلسكوب هو ما يُعرف بـ & # 8220 البصريات التكيفية. & # 8221 المرايا الثانوية التلسكوب & # 8217 s مرنة في الواقع. تحت كل سطح مرآة ثانوي ، هناك المئات من المحركات التي ستعمل على ضبط المرايا باستمرار لمواجهة الاضطرابات الجوية. هذه المشغلات ، التي يتم التحكم فيها بواسطة أجهزة كمبيوتر متقدمة ، ستحول النجوم المتلألئة إلى نقاط ضوئية ثابتة واضحة. وبهذه الطريقة ، ستقدم GMT صورًا أكثر وضوحًا بعشر مرات من تلسكوب هابل الفضائي & # 8217s.

يوفر موقع GMT أيضًا ميزة رئيسية من حيث الرؤية عبر الغلاف الجوي. تقع في واحدة من أعلى المناطق وأكثرها جفافاً على وجه الأرض ، وهي صحراء أتاكاما في تشيلي ورقم 8217s ، وستكون بتوقيت جرينتش رائعة لأكثر من 300 ليلة في السنة. قمة لاس كامباناس (& # 8220Cerro Las Campanas & # 8221) ، حيث ستقع GMT ، يبلغ ارتفاعها أكثر من 2550 مترًا أو حوالي 8500 قدم. الموقع شبه قاحل بالكامل من الغطاء النباتي بسبب قلة هطول الأمطار. إن الجمع بين الرؤية وعدد الليالي الصافية والارتفاع والطقس والنباتات تجعل من Las Campanas Peak موقعًا مثاليًا بتوقيت جرينتش.

لماذا يتم بناؤها؟

"جوهر نوعنا هو الاستكشاف - للعثور على إجابات جديدة ومعنى جديد لمن نحن."
—بات مكارثي ، نائب الرئيس الفخري ، بتوقيت جرينتش

لا يدرك معظم الناس أنه منذ 100 عام ، اعتقد العلماء أن مجرة ​​درب التبانة هي الكون بأكمله.

ولكن في عشرينيات القرن الماضي ، قرر إدوين هابل ، باستخدام التلسكوب الشهير 100 بوصة في جبل ويلسون ، أن هناك مجرات أخرى أيضًا. تبع هذا الاكتشاف إدراك أن الكون يتوسع. أحدثت هذه الاكتشافات ثورة في نظرتنا إلى الكون. لم تكن السماوات ثابتة ، كما كان يُفترض ، بل كانت تتغير بمرور الوقت. مثل التلسكوب 100 بوصة ، ربما تكون الحقيقة الأكثر إثارة ومثيرة للاهتمام هي أن تلسكوب ماجلان العملاق يعد باكتشافات لا يمكننا تخيلها حتى الآن.

ربما يكون أحد أكثر الأسئلة إثارة التي لم يتم الإجابة عليها بعد هو: هل نحن وحدنا؟ قد يساعدنا تلسكوب ماجلان العملاق في الإجابة على ذلك. سيكون العثور على دليل على وجود حياة على كواكب أخرى اكتشافًا بالغ الأهمية - بالتأكيد أحد أعظم الاكتشافات في تاريخ الاستكشاف البشري. لكن التقاط صور لهذه الكواكب المسماة & # 8220extrasolar & # 8221 ، التي تدور حول نجوم أخرى ، أمر صعب للغاية. بالإضافة إلى المسافة الشاسعة - أقرب نجم إلى الأرض يبعد أربع سنوات ضوئية - فإن أكبر مشكلة هي وهج النجم المضيف الذي يحجب معظم الضوء المنعكس لكوكب صغير بعيد.

هذا هو سبب أهمية منطقة التجميع الكبيرة في GMT. ستجمع مرايا GMT ضوءًا أكثر من أي تلسكوب تم بناؤه على الإطلاق وستكون الدقة هي الأفضل على الإطلاق.

ستساعد هذه القدرة والقرار غير المسبوق في جمع الضوء في العديد من الأسئلة الرائعة الأخرى في علم الفلك في القرن الحادي والعشرين. كيف تشكلت المجرات الأولى؟ ما هي المادة المظلمة والطاقة المظلمة التي تشكل معظم كوننا؟ كيف تحولت المادة النجمية من الانفجار العظيم إلى ما نراه اليوم؟ ما هو مصير الكون؟

كل الحقوق محفوظة. & نسخ 2021 GMTO Corporation

يتم تذكير جميع مستخدمي هذا الموقع بأن أي إعادة توزيع أو نسخ للمواد المحمية بحقوق الطبع والنشر يتطلب إذنًا من مالك حقوق النشر. يجب أن يكون استخدام الصور مصحوبًا بائتمان المصور / الفنان وإشعار حقوق النشر.


مستقبل علم الفلك: تلسكوب ماجلان العملاق (25 مترًا!)

رصيد الصورة: Giant Magellan Telescope - GMTO Corporation.

على مر التاريخ ، كانت هناك أربعة أشياء حددت مقدار المعلومات التي يمكننا جمعها عن الكون من خلال علم الفلك:

كانت هناك تطورات هائلة في علم الفلك الأرضي على مدار الخمسة وعشرين عامًا الماضية ، لكنها حدثت بشكل حصري تقريبًا من خلال التحسينات في المعايير من 2 إلى 4. كان أكبر تلسكوب في العالم في عام 1990 هو تلسكوب Keck الذي يبلغ طوله 10 أمتار ، وأثناء وجوده هناك عدد من التلسكوبات من فئة 8 إلى 10 أمتار اليوم ، لا يزال 10 أمتار أكبر فئة من التلسكوبات في الوجود.

رصيد الصورة: Adi Zitrin ، معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا ، 2015.

علاوة على ذلك ، لقد وصلنا حقًا إلى حدود ما يمكن أن تحققه التحسينات في تلك المناطق دون الذهاب إلى فتحات أكبر. لا يهدف هذا إلى تقليل المكاسب في هذه المجالات الأخرى التي كانت هائلة. لكن من المهم أن ندرك إلى أي مدى وصلنا. يمكن للأجهزة المقترنة بالشحنات (CCDs) المثبتة على التلسكوبات أن تركز إما على مجال واسع أو مناطق ضيقة جدًا من السماء ، وتجمع كل الفوتونات في نطاق معين فوق مجال الرؤية بأكمله أو إجراء التحليل الطيفي - كسر يصل الضوء إلى أطوال موجته الفردية - لما يصل إلى مئات من الأشياء في وقت واحد. يمكننا حشر المزيد من الميغابكسل في مساحة سطح معينة. بكل بساطة ، نحن في النقطة التي يمكن فيها عمليًا استخدام كل فوتون يأتي من خلال مرآة التلسكوب ذات الطول الموجي الصحيح ، وحيث يمكننا أن نلاحظ لفترات أطول وأطول من الوقت للتعمق أكثر فأكثر في الكون إذا كنا يجب أن.

رصيد الصورة: صورة ملاحظات CANDELS UDS Epoch 1 التي أنتجها Anton Koekemoer (STScI).

بالإضافة إلى ذلك ، لقد قطعنا شوطًا طويلاً نحو التغلب على الجو ، بدون الحاجة إلى إطلاق تلسكوب في الفضاء. من خلال بناء مراصدنا على ارتفاعات عالية جدًا في المواقع التي لا يزال الهواء فيها - مثل فوق Mauna Kea أو في جبال الأنديز التشيلية - يمكننا على الفور إخراج جزء كبير من الاضطرابات الجوية من المعادلة. إن إضافة البصريات التكيفية ، حيث توجد إشارة معروفة (مثل نجم لامع ، أو نجم اصطناعي تم إنشاؤه بواسطة ليزر ينعكس عن طبقة الصوديوم في الغلاف الجوي ، على ارتفاع 60 كيلومترًا) ولكنها تظهر ضبابية ، يمكن أن تسمح لنا بإنشاء الحق " شكل المرآة "لإزالة ضبابية تلك الصورة ، وبالتالي كل الضوء الآخر الذي يأتي معها. بهذه الطريقة ، يمكننا القضاء على التأثيرات المضطربة للغلاف الجوي.

وأخيرًا ، تحسنت القوة الحسابية وتقنية تحليل البيانات بشكل كبير ، حيث يمكن تسجيل المزيد من المعلومات المفيدة واستخراجها من نفس البيانات التي يمكننا أخذها. هذه تطورات هائلة ، ولكن مثل جيل مضى ، ما زلنا نستخدم نفس الحجم من التلسكوبات. إذا أردنا التعمق في الكون ، إلى دقة أعلى ، وإلى حساسيات أكبر ، علينا أن نذهب إلى فتحات أكبر: نحتاج إلى تلسكوب أكبر. يوجد حاليًا ثلاثة مشاريع رئيسية تتنافس على أن تكون الأولى: تلسكوب ثلاثين مترًا فوق ماونا كيا ، والتلسكوب الأوروبي الكبير للغاية (39 مترًا) في تشيلي ، وتلسكوب ماجلان العملاق (25 مترًا) (بتوقيت جرينتش) ، أيضًا في تشيلي . تمثل هذه القفزة العملاقة التالية إلى الأمام في علم الفلك الأرضي ، وتلسكوب ماجلان العملاق ربما سيكون الأول، بعد أن بدأت في نهاية العام الماضي ومع التخطيط لبدء العمليات المبكرة في عام 2021 فقط ، وستصبح جاهزة للعمل بالكامل بحلول عام 2025.

رصيد الصورة: Giant Magellan Telescope / GMTO Corporation.

ليس من الممكن تقنيًا صنع مرآة واحدة بهذا الحجم ، لأن المواد نفسها ستتشوه عند تلك الأوزان. تتمثل بعض الأساليب في استخدام شكل مجزأ "قرص العسل" من المرايا ، مثل خطط E-ELT ، مع 798 مرآة ، ولكن هذا ينتج عنه عيب واضح: تحصل على عدد كبير من القطع الأثرية للصور التي يصعب إزالتها حيث توجد الخطوط الحادة . بدلاً من ذلك ، يستخدم تلسكوب ماجلان العملاق سبعة مرايا فقط (أربعة مكتملة بالفعل) ، كل منها وحشي 8.4 متر (أو 28 قدمًا!) في القطر ، كلها مثبتة معًا. تترك الطبيعة الدائرية لهذه المرايا فجوات بينها ، مما يعني أنك تفقد القليل من إمكانات جمع الضوء ، ولكن الصور الناتجة تكون أكثر نظافة ، وأسهل في العمل بها ، وخالية من تلك القطع الأثرية السيئة.

رصيد الصورة: Krzysztof Ulaczyk من ويكيميديا ​​كومنز.

يتم بناؤه أيضًا على موقع رائع: مرصد لاس كامباناس ، الذي يضم حاليًا تلسكوبات ماجلان التوأم التي يبلغ ارتفاعها 6.5 متر. على ارتفاع يقارب 2400 متر (

8000 قدم) ، مع سماء صافية وخالية من التلوث الضوئي ، إنها واحدة من أفضل الأماكن للرصد الفلكي على الأرض. مجهزة بنفس الكاميرات المتطورة / CCD ، وجهاز الطيف ، والبصريات التكيفية ، والتتبع والتكنولوجيا المحوسبة التي تمتلكها أفضل التلسكوبات في العالم اليوم - تم توسيع نطاقها فقط لتلسكوب 25 مترًا - ستحدث GMT ثورة في علم الفلك في عدد هائل طرق.

ائتمان الصورة: ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية وجيه لوتز وماونتين وأيه كوكيمور وفريق هابل فرونتير فيلدز. [+] (STScI).

1.) المجرات الأولى: من أجل التعمق في الكون ، لا تحتاج فقط إلى التعويض عن حقيقة أن الأشياء التي تكون بعيدة بمقدار الضعف تقدم فقط ربع من الضوء إلى عينيك ، لكن الكون المتوسع يتسبب في انزياح الضوء إلى الأحمر ، أو التمدد لأطوال موجية أطول. قد يسمح غلافنا الجوي لعدد قليل من "النوافذ" المختارة من الضوء بالمرور ، ولكن هذا يساعدنا في الواقع من بعض النواحي: يمكن للأشعة فوق البنفسجية التي يحجبها غلافنا الجوي من النجوم القريبة مثل الشمس أن تتحول إلى الأحمر على طول الطريق إلى المرئي وحتى الأشعة تحت الحمراء القريبة) من الطيف على مسافات كبيرة كافية. إن العثور على هذه المجرات أسهل من الفضاء ، لكن التأكد من وجودها يتطلب متابعة التحليل الطيفي ، وهو الأفضل من الأرض. من الناحية المثالية ، فإن الجمع بين تلسكوب جيمس ويب الفضائي (مقال "مستقبل علم الفلك" الأسبوع الماضي) و GMT - التي يمكنها قياس الانزياح الأحمر والميزات الطيفية لهذه الأجسام بشكل مباشر وغير غامض - ستدفع حدود أبعد مسافة معروفة المجرات في الكون أبعد من أي وقت مضى ، وتعطينا رؤية غير مسبوقة لكيفية تشكل المجرات وتطورها.

رصيد الصورة: M. Kornmesser / ESO.

2.) النجوم الأولى: الأمر الأكثر إثارة هو فرصة الملاحظة والتأكد من خصائص النجوم الأولى التي تشكلت في الكون على الإطلاق. بعد الانفجار العظيم ، عندما يشكل الكون ذرات محايدة لأول مرة ، لا توجد عناصر ثقيلة على الإطلاق. هناك الهيدروجين والديوتيريوم والهيليوم 3 والهيليوم 4 وقليلًا من الليثيوم 7. هذا هو. قطعا لا شيء آخر. وبالتالي فإن النجوم الأولى التي تشكلت في الكون لابد أنها تتكون من هذه المواد وحدها ، مع عدم وجود أي من العناصر الأثقل في 100٪ من نجوم مجرتنا درب التبانة. للعثور على هذه النجوم النقية - نجوم السكان الثالثة هذه - علينا أن نذهب إلى انزياحات حمراء عالية بشكل لا يصدق. في حين أننا بالكاد اكتشفنا اليوم مرشحًا واحدًا لهذه النجوم ، يجب أن تكون GMT قادرة على اكتشاف المئات من هؤلاء المرشحين. بالإضافة إلى ذلك ، لن يكتشف فقط المزيد ، ولكن:

  • يجب أن تكون قادرة على تحديد الوفرة النسبية للعناصر داخل ،
  • يمكن قياس تركيزات الهيدروجين والهيليوم وربما حتى الديوتيريوم والليثيوم ،
  • يمكن قياس أطياف امتصاص السحب الغازية بيننا وبينهم ،
  • ويمكن اكتشافها قبل أعيد تأين الكون ، عندما كان لا يزال هناك غاز محايد.

ينطبق هذا أيضًا على المجرات الأولى ، ولكنه أكثر إثارة بالنسبة للنجوم الأولى ، مما يمكننا من رؤية عينات بدائية من الكون وفهم مدى ضخامة هذه النجوم المبكرة.

ائتمان الصورة: ناسا وجيه باهكال (IAS) (L) ناسا ، إيه مارتل (JHU) ، إتش فورد (JHU) ، إم. [+] (STScI) ، G. Hartig (STScI) ، G. Illingworth (UCO / Lick Observatory) ، فريق علوم ACS و ESA (R).

3.) أقدم الثقوب السوداء فائقة الكتلة: لقد وجدنا بالصدفة عددًا كبيرًا من هؤلاء بالفعل ، في شكل أشباه النجوم. تم العثور على أكبر عدد من هذه من خلال استطلاعات كبيرة الحجم وشاملة للسماء مثل SDSS و 2dF قبل ذلك ، ولكن من أجل قياس هذه الكائنات جيدًا حقًا ، نحتاج إلى الحصول على أطيافها ، وهو شيء سيكون GMT مثاليًا له. الفرق بين التحليل الطيفي والقياس الضوئي يشبه إلى حد ما الفرق بين التلفزيون الأبيض والأسود والتلفزيون الملون: يمكن لكليهما عرض صورة لك ، ولكن مع التحليل الطيفي ، يزداد مستوى التفاصيل وكمية المعلومات التي تحصل عليها أكثر من ألف ضعف ، حيث يمكننا معرفة ما بداخله (وكميته) عبر التحليل الطيفي ، بينما بدونه يمكننا فقط وضع افتراضات. لن تعطينا GMT فقط التحليل الطيفي للمتابعة حول ما سوف تجده بعثات EUCLID و WFIRST المستقبلية - أكثر الكوازارات البعيدة على مناطق ضخمة من السماء - ولكنها ستمكننا من العثور على المزيد من الكوازارات البعيدة (وبالتالي أصغر وأصغر وأكبر). ثقوب سوداء فائقة الكتلة في وقت سابق) من أي شيء آخر في (وخارج) هذا العالم.

رصيد الصورة: Ed Janssen، ESO.

4.) غابة ليمان ألفا: عندما ننظر إلى أبعد الكوازارات والمجرات ، فإننا لا نرى ذلك الضوء البعيد فحسب ، بل نرى كل سحابة غاز متداخلة موجودة بين هذا الجسم وبيننا ، على طول خط البصر. من خلال قياس ميزات الامتصاص على طول الطريق ، يمكننا أن نرى كيف تتطور بنية الكون وتكوينه ، والذي يخبرنا بجميع أنواع الأشياء حول مكونات الكون التي قد تكون غير مرئية لولا ذلك ، مثل النيوترينوات والمادة المظلمة.

بالطبع ، هناك كل علم الفلك "الطبيعي" الذي يمكننا القيام به أيضًا ، بما في ذلك اكتشاف الكواكب ، وفهم تطور النجوم والمجرات ، وقياس المستعرات الأعظمية وبقاياها ، والسدم الكوكبية ومناطق تشكل النجوم ، والعناقيد ، والغازات بين النجوم وبين المجرات ، وما إلى ذلك. أكثر بكثير. ولعل الأكثر إثارة سيكون هذا التقدم لا نعرف قادمون. لم يكن بإمكان أحد أن يتنبأ بأن إدوين هابل سيكتشف الكون المتوسع عندما تم تشغيل تلسكوب هوكر 100 بوصة لأول مرة ، ولم يكن بإمكان أحد توقع كيف سيفتح حقل هابل العميق الكون عند التقاط تلك الصورة لأول مرة. ما الذي سوف تجده GMT في الكون البعيد؟

رصيد الصورة: عمر المعيني ، جامعة نوتنغهام (PI of the Ultra-Deep Survey).

هذا هو سبب نظرنا ، وهذا ما هو العلم في الحدود. سيقوم تلسكوب ماجلان العملاق بكل الأشياء من الأرض التي لا تستطيع التلسكوبات الفضائية القيام بها بشكل جيد ، وسوف تفعلها بشكل أفضل من أي تلسكوب آخر موجود. على عكس التلسكوبات الأرضية الكبيرة الأخرى المخطط لها ، فهي ممولة بالكامل من القطاع الخاص ، ولا توجد خلافات سياسية حولها ، وقد بدأ البناء عليها بالفعل. يتطلب مستقبل أي مسعى علمي - وربما علم الفلك على وجه الخصوص - أن تكون طموحًا ، وأن تستثمر في البحث عن المجهول. لن نتعلم أبدًا ما يكمن وراء حدود معرفتنا الحالية ما لم نبحث ، وتعد توقيت جرينتش خطوة رئيسية نحو البحث حيث لم ينظر أحد من قبل.


التفكير بنفسك

25: ما هي مساحة تلسكوب 10 أمتار بالمتر المربع؟

26: ما يقرب من 9000 نجم مرئي للعين المجردة في السماء بأكملها (تخيل أنك تستطيع أن ترى حول الكرة الأرضية بأكملها ونصفي الكرة الشمالي والجنوبي) ، وهناك حوالي 41200 درجة مربعة في السماء. كم عدد النجوم المرئية لكل درجة مربعة؟ لكل مربع ثانية قوسية؟

27: نظريًا (أي ، إذا لم تكن الرؤية مشكلة) ، فإن دقة التلسكوب تتناسب عكسياً مع قطرها. ما مدى دقة ALMA عند التشغيل عند خط الأساس الأطول من دقة تلسكوب Arecibo؟

28: في وضح النهار ، يبلغ حجم بؤبؤ العين عادةً 3 مم. في المواقف المظلمة ، يتمدد إلى حوالي 7 ملم. ما مقدار الضوء الذي يمكن أن يجمعه؟

29: ما مقدار الضوء الذي يمكن جمعه بواسطة تلسكوب يبلغ قطره 8 أمتار عن عينك المظلمة تمامًا عند 7 مم؟

30: ما مقدار الضوء الذي يمكن أن يجمعه تلسكوب كيك (بمرآته التي يبلغ قطرها 10 أمتار) من تلسكوب هواة يبلغ عرض مرآته 25 سم (0.25 م)؟

31: غالبًا ما ينزعج الناس عندما يكتشفون أن التلسكوبات العاكسة لها مرآة ثانية في المنتصف لإخراج الضوء إلى بؤرة يمكن الوصول إليها حيث يمكن تركيب الأدوات الكبيرة. "ألا تفقد الضوء؟" يسأل الناس. حسنًا ، نعم ، أنت كذلك ، لكن لا يوجد بديل أفضل. يمكنك تقدير مقدار الضوء المفقود من خلال مثل هذا الترتيب. يبلغ قطر المرآة الأساسية (الموجودة في الجزء السفلي في [الرابط]) لتلسكوب جيميني نورث 8 أمتار. يبلغ قطر المرآة الثانوية في الأعلى حوالي 1 متر. استخدم صيغة مساحة الدائرة لتقدير جزء الضوء الذي تحجبه المرآة الثانوية.

32: يمكن الآن تشغيل التلسكوبات عن بُعد من غرفة دافئة ، ولكن حتى قبل حوالي 25 عامًا ، عمل علماء الفلك في التلسكوب لتوجيهه بحيث يظل موجهًا في المكان المناسب تمامًا. في تلسكوب كبير ، مثل تلسكوب بالومار 200 بوصة ، جلس علماء الفلك في قفص أعلى التلسكوب ، حيث توجد المرآة الثانوية ، كما هو موضح في [الرابط]. افترض لغرض الحساب أن قطر هذا القفص كان 40 بوصة. ما هو جزء الضوء المحجوب؟

33: تكلف HST حوالي 1.7 مليار يورو للإنشاء و 300 مليون لإطلاق مكوكها ، وتكلف 250 مليون جنيه إسترليني سنويًا للتشغيل. إذا استمر التلسكوب لمدة 20 عامًا ، فما التكلفة الإجمالية سنويًا؟ في اليوم؟ إذا كان من الممكن استخدام التلسكوب بنسبة 30٪ فقط من الوقت لإجراء عمليات رصد فعلية ، فما هي التكلفة لكل ساعة ودقيقة لوقت مراقبة الفلكي على هذه الأداة؟ ما هي تكلفة الفرد في الولايات المتحدة؟ هل كان استثمارك في تلسكوب هابل الفضائي يستحق كل هذا العناء؟

34: ما مقدار الضوء الذي يمكن أن يجمعه تلسكوب جيمس ويب الفضائي (بمرآته التي يبلغ قطرها 6 أمتار) من تلسكوب هابل الفضائي (بقطر 2.4 متر)؟

35: تزن مرآة تلسكوب بالومار التي يبلغ ارتفاعها 5 أمتار 14.5 طنًا. إذا تم بناء مرآة 10 أمتار بنفس سماكة مرآة بالومار (أكبر فقط) ، فما وزنها؟


فئات

إحصائيات

عدد المشاهدات:691,586
الإعجابات:10,544
يكره:134
تعليقات:793
مدة:12:01
تم الرفع:2015-02-19
آخر مزامنة:2018-11-12 04:10

يشرح فيل اليوم كيفية عمل التلسكوبات ويقدم بعض نصائح التسوق الفلكية.

كيف تعمل التلسكوبات 1:07
المنكسرات مقابل العاكسات 2:50
التكنولوجيا وطيف الضوء 7:45

اضغط لتبديل اختصارات لوحة المفاتيح.
[(القوس الأيسر): الرجوع خمس ثوانٍ
] (قوس أيمن): تقدم للأمام خمس ثوانٍ
= (يساوي): أدخل طابعًا زمنيًا
(شرطة مائلة للخلف): تشغيل الفيديو أو إيقافه مؤقتًا

إن وضع علامة على نقطة في الفيديو باستخدام (؟) سيسهل على المستخدمين الآخرين المساعدة في الكتابة. استخدمه إذا كنت غير متأكد مما يقال أو إذا كنت غير متأكد من كيفية تهجئة ما يقال.


اختيار أفضل مواقع المراقبة

تلسكوب مثل تلسكوب الجوزاء أو تلسكوب كيك يكلف حوالي 100 مليون يورو لبناء. يتطلب هذا النوع من الاستثمار وضع التلسكوب في أفضل موقع ممكن. منذ نهاية القرن التاسع عشر ، أدرك علماء الفلك أن أفضل مواقع المرصد موجودة على الجبال ، بعيدًا عن أضواء المدن وتلوثها. على الرغم من بقاء عدد من المراصد الحضرية ، خاصة في المدن الكبرى في أوروبا ، فقد أصبحت مراكز إدارية أو متاحف. يحدث الحدث الحقيقي بعيدًا ، غالبًا على الجبال الصحراوية أو القمم المعزولة في المحيطين الأطلسي والهادئ ، حيث نجد أماكن معيشة الموظفين وأجهزة الكمبيوتر ومتاجر الأجهزة الإلكترونية والأجهزة ، وبالطبع التلسكوبات نفسها. يتطلب المرصد الكبير اليوم طاقمًا داعمًا من 20 إلى 100 شخص بالإضافة إلى علماء الفلك.

يتم تحديد أداء التلسكوب ليس فقط بحجم مرآته ولكن أيضًا من خلال موقعه. يمثل الغلاف الجوي للأرض ، وهو أمر حيوي جدًا للحياة ، تحديات لعالم الفلك القائم على الرصد. في أربع طرق على الأقل ، يفرض هواءنا قيودًا على فائدة التلسكوبات:

  1. أكثر القيود وضوحًا هي الظروف الجوية مثل السحب والرياح والمطر. في أفضل المواقع ، يكون الطقس صافياً بنسبة 75٪ من الوقت.
  2. حتى في ليلة صافية ، يقوم الغلاف الجوي بتصفية كمية معينة من ضوء النجوم ، خاصة في الأشعة تحت الحمراء ، حيث يرجع الامتصاص بشكل أساسي إلى بخار الماء. لذلك يفضل علماء الفلك المواقع الجافة ، التي توجد بشكل عام على ارتفاعات عالية.
  3. يجب أن تكون السماء فوق التلسكوب مظلمة. بالقرب من المدن ، يعمل الهواء على تشتيت الوهج من الأضواء ، مما ينتج عنه إضاءة تخفي أضعف النجوم وتحد من المسافات التي يمكن استكشافها بواسطة التلسكوبات. (يطلق علماء الفلك على هذا التأثير التلوث الضوئي.) من الأفضل تحديد موقع المراصد على بعد 100 ميل على الأقل من أقرب مدينة كبيرة.
  4. أخيرًا ، غالبًا ما يكون الهواء غير مستقر ، يتم إزعاج الضوء الذي يمر عبر هذا الهواء المضطرب ، مما يؤدي إلى عدم وضوح صور النجوم. يطلق علماء الفلك على هذه التأثيرات اسم "الرؤية السيئة". عندما تكون الرؤية سيئة ، تتشوه صور الأجرام السماوية بالالتواء والانحناء المستمر لأشعة الضوء بفعل الهواء المضطرب.

لذلك فإن أفضل مواقع المرصد تكون عالية ومظلمة وجافة. تم العثور على أكبر التلسكوبات في العالم في مواقع جبلية نائية مثل جبال الأنديز في تشيلي ([رابط]) ، وقمم صحراء أريزونا ، وجزر الكناري في المحيط الأطلسي ، وماونا كيا في هاواي ، وهو بركان خامد بارتفاع يبلغ 13700 قدم (4200 متر).

الشكل 6. سيرو بارانال ، قمة جبلية على ارتفاع 2.7 كيلومتر فوق مستوى سطح البحر في صحراء أتاكاما في تشيلي ، هي موقع التلسكوب الكبير جدًا التابع للمرصد الأوروبي الجنوبي. تُظهر هذه الصورة أربعة مباني تلسكوب يبلغ ارتفاعها 8 أمتار في الموقع وتوضح بوضوح أن علماء الفلك يفضلون المواقع العالية والجافة لأدواتهم. يمكن رؤية تلسكوب المسح المرئي والأشعة تحت الحمراء لعلم الفلك (VISTA) البالغ طوله 4.1 مترًا على مسافة قمة الجبل التالية. (الائتمان: ESO)

تلسكوب هاواي العملاق للتركيز على مجاهيل الكون الكبيرة

يُظهر هذا الرسم التوضيحي للملف غير المؤرخ والذي قدمه Thirty Meter Telescope (TMT) التلسكوب العملاق المقترح على Mauna Kea في جزيرة هاواي الكبيرة. سيبدأ بناء التلسكوب العملاق مرة أخرى في الأسبوع الثالث من يوليو 2019 ، بعد معارك قضائية حول موقع هاواي يعتبره البعض مقدسًا. (TMT عبر AP ، ملف)

HONOLULU و [مدش] هل توجد حياة على كواكب خارج نظامنا الشمسي؟ كيف تشكلت النجوم والمجرات في السنوات الأولى للكون؟ كيف تشكل الثقوب السوداء المجرات؟

من المتوقع أن يستكشف العلماء هذه الأسئلة وغيرها من الأسئلة الأساسية حول الكون عندما ينظرون في أعماق سماء الليل باستخدام تلسكوب جديد مخطط له لقمة أعلى جبل في هاواي ورسكووس.

لكن تلسكوب الثلاثين مترًا على بعد عقد من بنائه. وحاول المتظاهرون من سكان هاواي الأصليين إحباط بدء أعمال البناء بقطع طريق إلى الجبل. يقولون إن تثبيت مرصد آخر على قمة Mauna Kea & rsquos سيزيد من تدنيس المكان الذي يعتبرونه مقدسًا.

حارب النشطاء التلسكوب الذي تبلغ تكلفته 1.4 مليار دولار لكن المحكمة العليا بالولاية قضت بإمكانية بنائه. قد تكون الاحتجاجات الأخيرة هي الموقف الأخير ضدها.

هنا & rsquos نظرة على مشروع التلسكوب وبعض العلوم التي يتوقع أن ينتجها.

لماذا سيكون التلسكوب أكثر قوة؟

يعني الحجم الكبير للتلسكوب ومرآة rsquos أنها ستجمع المزيد من الضوء ، مما يسمح لها برؤية الأشياء البعيدة الباهتة مثل النجوم والمجرات التي يعود تاريخها إلى 13 مليار سنة.

حصل التلسكوب على اسمه من حجم المرآة التي سيبلغ قطرها 30 مترًا (98 قدمًا). هذا & rsquos بثلاثة أضعاف عرض العالم & rsquos أكبر تلسكوب ضوئي مرئي موجود.

سوف تعمل البصريات التكيفية على تصحيح التأثيرات الضبابية للغلاف الجوي للأرض و rsquos.

قال كريستوف دوما ، رئيس العمليات في تلسكوب Thirty Meter ، إن التلسكوب سيكون أكثر حساسية بـ 200 مرة من التلسكوبات الحالية وقادر على حل الأشياء 12 مرة أفضل من تلسكوب هابل الفضائي.

ما هو البحث الذي سيفعله التلسكوب؟

و [مدش] الكواكب البعيدة. خلال العشرين عامًا الماضية ، اكتشف علماء الفلك أنه من الشائع للكواكب أن تدور حول نجوم أخرى في الكون. لكنهم لا يعرفون الكثير عما تسميه تلك الكواكب و [مدش] الكواكب خارج المجموعة الشمسية أو الكواكب الخارجية و [مدش]. سيسمح التلسكوب الجديد للعلماء بتحديد ما إذا كان الغلاف الجوي يحتوي على بخار الماء أو الميثان مما قد يشير إلى وجود الحياة.

& ldquo لأول مرة في التاريخ سنكون قادرين على اكتشاف الحياة خارج كوكب الأرض ، كما قال دوما.

قال دوما إن التلسكوب الجديد سيستخدم بصريات خاصة لقمع ضوء النجوم. قارن هذه التقنية بحجب ضوء الشارع الساطع عن بعد بإبهامك ثم رؤية الحشرات تدور في الضوء الخافت بالأسفل.

و [مدش] الثقوب السوداء. الثقوب السوداء في مركز معظم المجرات كثيفة لدرجة أنه لا يمكن لأي شيء ، ولا حتى الضوء ، الإفلات من جاذبيتها.

قال أندريا جيز ، أستاذ الفيزياء وعلم الفلك بجامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس والذي اكتشف ثقبنا الأسود في مجرتنا ، إن العلماء يعتقدون أن الثقوب السوداء تلعب دورًا أساسيًا في كيفية تشكل المجرات وتطورها.

لكن حتى الآن لم يتمكن علماء الفلك من ملاحظة هذه الديناميكية بالتفصيل في مجرة ​​درب التبانة إلا لأن المجرة التالية تبعد 100 مرة.

سيمكن تلسكوب الثلاثين متر العلماء من دراسة المزيد من المجرات والمزيد من الثقوب السوداء بمزيد من التفصيل.

قد يساعدهم أيضًا على فهم الجاذبية. أولئك الذين يشكون في الأهمية يجب أن يلاحظوا أن الخرائط التي تدعم GPS على الهواتف المحمولة تعتمد على نظريات أينشتاين و rsquos حول الجاذبية.

& ldquo نفكر في هذه الأشياء على أنها مقصورة على فئة معينة. لكن في الحقيقة ، على المدى الطويل ، سيكون لها تأثيرات عميقة على حياتنا ، كما قال غيز.

و [مدش] المادة المظلمة والطاقة المظلمة. قال دوما إن البشر لا يرون سوى حوالي 4 في المائة من كل المادة في الكون. تشكل الطاقة المظلمة حوالي ثلاثة أرباع المادة المظلمة والباقي. لا يمكن رؤية أي منهما.

& ldquo ليس لدينا فكرة عن ماهية المادة المظلمة وليس لدينا فكرة عن ماهية الطاقة المظلمة. That&rsquos a big dilemma in today&rsquos world,&rdquo Dumas said.

Because mass deforms space and light, Dumas said the new telescope would make it possible to measure how dark matter influences light.

It could do this by studying light from far-away galaxies. The light would take different paths to the telescope, generating different images of the same object.

The weather at the summit of Mauna Kea tends to be ideal for viewing the skies. At nearly 14,000 feet, its peak is normally above the clouds. Being surrounded by the ocean means air flows tend to be smoother and it has the driest atmosphere of any of the candidate sites.

The mountain is already home to 13 other telescopes.

Ghez used the Keck Observatory there to find our galaxy&rsquos black hole. Other discoveries credited to those sites over the years include the first images of exoplanets and the detection of &lsquoOumuamua, the first object from interstellar space, which turned out to be a comet from a distant star system.

NEXT GENERATION TELESCOPES

Two other giant telescopes are being built in Chile, which also has excellent conditions for astronomy.

The European Extremely Large Telescope will have a primary mirror measuring 39 meters, or 128 feet, in diameter. The Giant Magellan Telescope&rsquos mirror will be 24.5 meters, or 80 feet, in diameter.

The Thirty Meter Telescope is the only one expected to be built in the Northern Hemisphere. Because different spots on Earth look out on different parts of the sky, the next-generation ground telescopes will ensure scientists are able to see the entire universe.

The universities and national observatories behind the Thirty Meter Telescope have selected Spain&rsquos Canary Islands as a backup site in case they are unable to build in Hawaii.


The Future of Telescopes Is Looking Bigger and Brighter Than Ever

Astronomy has come a long way in the 405 years since Galileo's historic first survey of the night sky over Florence in 1609. The next generation of terrestrial telescopes are set to peer deeper into the cosmos and further back in time than ever before. We sat down with Dr. Patrick McCarthy, Director of the Giant Magellan Telescope Organization, to find out just how far the field has advanced and where it might be headed.

McCarthy: Optics, as we're familiar with them, began in part because the people of Venice who were building on the technology of traditional Roman glass making—all ancient glasses were opaque, deeply colored, you couldn't see through it—but on the island of Milano, they first learned how to make glass that was transparent. And once you have transparent glass with any kind of curvature to it, you can immediately see that it magnifies light and distorts images. That led to the invention of lenses and spectacles, but it wasn't until a glassmaker in Holland by the name of Lippershey was preparing two lenses and lined them up—one at arms length, the other just in front of his nose—and realized that they made distant objects appear much bigger. He and others began mounting these lenses in pairs to make telescopes.

In 1609, Galileo built his own telescope and has the inspiration to not point it at distant trees and buildings but up to the heavens. It was pretty audacious to point a telescope up at a star in those days and think you might see something but he quickly changed the whole world and the whole history of science by realizing that the universe was a very different place than we thought. So by taking a piece of technology and repurposing it for a new task, he changed the history of the world. And that was really the first step in the path of building telescopes and its been that same approach in the four centuries since.

Gizmodo: And so where does this path lead?

McCarthy: It's funny because every generation, when people build the newest "biggest telescope", they end up saying "we'll never build one bigger than this. This is the end of the line of the technology, we'll never be able to top this." And, of course, someone from the next generation of young people come along, and they find a new way forward.

So in the history of telescopes like Galileo's, they learned to make telescopes that were larger. they quickly found out that a limitation to the simple lense—that is, a single piece of glass—was that they make images in different places in different colors. So if you look through a simple lense and you look at a star, or just a lamp post, you see a spread of color [the halo effect - ed.] that makes it very difficult to take sharp images. And it was because of this that people figured out how to make pairs of lenses out of different types of glass that cancel out the chromatic aberration. If you buy a camera lense today, it might have five or six different lenses, each with different types of glass, and they're all there to ensure that all wavelengths of color come into focus at the same point. That was a major breakthrough, figuring out how to make lenses that were achromatic, and that led to a huge growth in refracting telescopes—those based on lenses—but around 1860 or so it became evident that lenses of a certain size, those bigger than about a meter (36 - 40 inches) in diameter, tend to sag and break under their own weight. That was really the end of the line of that technology.

But not long after Galileo, Isaac Newton—who was also a pretty smart guy—realized that you can bend light in reflections as well as in transmissions. So you made a telescope based on mirrors rather than lenses. But that avenue of Astronomy technology sat dormant for centuries, but as people saw the limitations of lense-based telescopes, they began to build them with mirrors instead.

Around 1890 was the crossover, where bigger telescopes were made from reflecting surfaces rather than lenses but a big issue with reflecting telescopes is that when you polish a piece of metal, it tends to oxidize and tarnish. So people were looking around ofr a type of metal that was shiny, pretty strong, and inexpensive and they came up with an alloy called speculum metal—its an alloy of brass, tin and copper. you can polish it but it tarnishes in just a few days so astronomers at the time had to re polish their mirrors every two or three days which was very hard work.

The next breakthrough came when someone decided to take the best of both worlds, combining the glass used for lenses and mounting reflective metal on top of the glass. You would grind the glass into the shape of a mirror and then deposit a surface of silver on top of it. That way you get all the control and the properties of glass but made shiny like a mirror. That really set us on the path towards modern astronomy—all astronomical telescopes since the mid-19th century have been metal-on-glass.

This led to another period of rapid growth around 1800, especially here in Southern California at Mt Wilson with the first 40, 60 and 100 inch telescopes, and the 200-incher at Mt Palomar. But eventually we again hit the limit of what the technology can do. Glass mirrors couldn't be made bigger than about 8 meters in diameter or else, like the earlier lenses, they would distort and break under their own weight. So people realized that if you want to make a really big telescope, youɽ have to combine multiple mirrors into a single focal surface.

That turned out to be a technical challenge, but was solved first with the Keck telescope in the 1990s and we're now doing it with the GMT, using a small number of very large mirrors—much like Newton's—and we're now building the James Webb space telescope which uses the same kind of technology as well (but using metal on beryllium to make "single-lightwave" mirrors), which we call a segmented mirror telescope.

The thinking now is that there really is no limit on how big you can make a segmented mirror telescope so long as you have the room to put it into a support structure, so we're in this fascinating period of technology now that has no obvious bounds. There are financial challenges, engineering challenges but we think we've found a sweet spot with the GMT where we can make a mirror that's 10 times larger than any mirror to date with three times the angular resolution as the Hubble space telescope. And like galileo who used his lenses to examine Jupiter's moons, we'll use the GMT to image planets orbiting other stars. so we'll look at stars nearbgy our solar system, 10s of light years away, to see the planets that orbit those stars. Do they look like our solar system? And our solar system is really very simple—Jupiter has most of the mass of the solar system—in terms of planets—and then a bunch of rocky planets like Mars, Venus, and Earth inside Jupiter's orbit and a few snowballs on the outer edge of the solar system.

But we have suspicions that solar systems outside our own may have planets the mass of jupiter but with the orbit of mercury. So there's a whole universe of solar system configurations that we know very little about. GMT and other similar telescopes will allow us to look at them—much like Galileo but with modern instrumentation to actually see the structure of the planets themselves. And that's what we've been waiting for: to see other worlds and answer the question, "Are we special, are we alone? Or are we just commonplace among the galaxies and the universe is filled with planets and filled with life?" If I had to bet, Iɽ bet on the latter but Iɽ be that life is much more diverse than we suspect because the planetary systems are much more diverse than our own solar system.

We will be able to use the GMT, the Hubble, and the James Webb to look so far out into space that, due to the finite speed of light that we will look back in time. So if we look back far enough we can see the universe in its very infant stages—we should be able to see the first galaxies that formed, perhaps even the first stars so the telescope is in a very real sense a time machine and the GMT will allow us to look back to the very early days of the universe, just shortly after the big bang when the universe as we know it came into being, and that's a pretty profound thing to do.

Gizmodo: Given that telescope technology doesn't have a theoretical limit, only engineering and financial as you mentioned earlier, do you feel the future of deep space imaging will be primarily terrestrial, space-based, or a combination of the two?

McCarthy: I hope we'll continue to see a balances of the two. While the Hubble has been spectacularly successful, without the big telescopes on the ground taking the spectra, measuring chemical abundances—all the really core astrophysics aspects. One of the biggest challenges to space-based telescopes is that they're extraordinarily expensive and there's a severe limit on the amount of mass that you can effectively lift into orbit. It costs between 500 and 1000 times as much to build a telescope in space as it does to build one on the ground of the same size.

Adaptive optics is a game changer. It allows us to achieve space-like resolution on the ground. So what we see is an increasing divergence between space telescopes and terrestrial ones. Large ground telescopes like the GMT are approaching 30 meters while space telescopes are barely breaking 6 meters—there's a crazy gap between ground and space. We'll likely see future space telescopes utilized only for the stuff we absolutely can't image from the ground—primarily because the Earth's atmosphere appears opaque in the Ultraviolet, some parts of the infrared, and just unbearably bright in the thermal range. So if you're trying to image at a wavelength of 100 microns from a ground telescope, you'll see the sky glowing, the ground glowing, everything's bright. But if you put that telescope in space and cool it down and its imaging capability is unmatched so its a matter of how you balance the technology. I foreseen visible and near infrared from the ground and thermal infrared and ultraviolet from space.

Gizmodo: When the GMT does begin to produce data, what will be done with it?

McCarthy: The GMT itself will be be made available to scientists based on a peer-review process. There will be a call for proposals, these proposals will be reviewed by other astronomers and the most promising proposals will be given time on the telescope. Those researchers will go to Chile, do their time on the telescope, publishing their findings in the open and scientific literature but at the same time all their data goes into a scientific archive where it is preserved, organized, and curated. Anyone can use that data for their own scientific purposes.

Gizmodo: And how much data do you expect to produce?

McCarthy: Our data rates are actually pretty modest— it's primarily because we're looking at things that are very faint and very far away. We'll look at the same object for hours at a time so we'll only produce between 10 and 20 gigabytes a night, maybe 30 to 40 terabytes a year. In terms of big data, it's not really a driver, more for the quality and uniqueness of the data. Other facilities that are all about surveying large areas of the sky in a short period of time, they will produce petabytes a year but if you want to find those special objects, you just can't do it at any other sort of facility.


Giant Hawaii telescope will dive into the big unknowns of the universe

/>In this Sunday, July 14, 2019, file photo, a telescope at the summit of Mauna Kea, Hawaii's tallest mountain is viewed. Astronomers using a giant telescope planned for Hawaii's tallest peak will be able to study how the earliest galaxies formed not long after the Big Bang more than 13 billion years ago, which will inform humanity's understanding of how the universe came to be what it is today. They will be able to study planets orbiting stars other than our own with much greater detail. (AP Photo/Caleb Jones, File)

In this Sunday, July 14, 2019, file photo, a telescope at the summit of Mauna Kea, Hawaii's tallest mountain is viewed. Astronomers using a giant telescope planned for Hawaii's tallest peak will be able to study how the earliest galaxies formed not long after the Big Bang more than 13 billion years ago, which will inform humanity's understanding of how the universe came to be what it is today. They will be able to study planets orbiting stars other than our own with much greater detail. (AP Photo/Caleb Jones, File)


I mean, if we can see the big bang as background radiation, isn't it basically seeing ourselves in the past in a way?
I don't know, sorry if it's a stupid question.

The stuff that we're seeing in the distant past is also really far away. To see something, say, a billion years ago, it has to be far enough away that its light traveled toward us for a billion years. So we're not seeing our own past, we're seeing the past of other stuff.

We can't see our own past this way because the light from our past is moving away from us, so we'll never see it.

So theoretically, if we could instantaneously teleport or pop through a wormhole to some point 4.5 billion light-years away, and had the tech to view our solar system from that distance, then we could actually observe a newly formed Earth (i.e. look into our own past)

I have another question - so an object 1 billion light years away, we’re seeing it as it was 1 billion years ago, because it took the light 1 billion light years for that light to reach us. That’s all logical.

But due to the continued expansion of the universe and the growing distance between celestial bodies that comes with that, is there time dilation that affects time scales on observed celestial bodies, similar to the Doppler effect when an object is moving away from you? So if i were to stare at an object 1b ly away for 1 minute, am I really getting 1minute of time passage as experienced by the distant object, or am I getting only maybe 50s of information. Or is this accounted for in the red shifting of light?