Οι επιστήμονες θέλουν να χρησιμοποιήσουν τη βαρύτητα του ήλιου για να επικοινωνήσουν μεταξύ των αστεριών

Βαρυτικός φακός

συμβαίνει όταν τα πράγματα με μάζα δημιουργούν κυματισμούς και βαθουλώματα στο ύφασμα του χωροχρόνου, και το φως πρέπει να ακολουθεί κατά μήκος αυτών των γραμμών, οι οποίες μερικές φορές δημιουργούν ένα εφέ μεγεθυντικού φακού. Αυτό ακούγεται και

φαίνεται

σαν κάτι άγριο από επιστημονική φαντασία, αλλά στην πραγματικότητα είναι ένα πολύ σημαντικό εργαλείο στην αστρονομία. ο

Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb

ήταν πολύ πρόσφατα στις ειδήσεις για αυτό ακριβώς: παρακολουθώντας πώς το φως κάμπτεται γύρω από τεράστια σμήνη γαλαξιών στο διάστημα, αποκαλύπτοντας πιο αμυδρά, πιο μακριά παλιούς γαλαξίες πίσω τους.

Τώρα, ο Slava Turyshev, ένας επιστήμονας στο Jet Propulsion Lab της NASA, προσπαθεί να αξιοποιήσει έναν από αυτούς τους βαρυτικούς φακούς πιο κοντά στο σπίτι, χρησιμοποιώντας τον ήλιο μας. Σε ένα

νέο χαρτί δημοσιεύτηκε στον διακομιστή προεκτύπωσης arXiv

Ο Turyshev υπολογίζει όλα τα λεπτομερή μαθηματικά και τη φυσική που χρειάζονται για να το δείξει

είναι

είναι πραγματικά δυνατό να αξιοποιήσουμε τη βαρύτητα του ήλιου μας με αυτόν τον τρόπο, με μερικές πολύ προσεγμένες χρήσεις. Ένας λεγόμενος «ηλιακός βαρυτικός φακός» (SGL) θα μπορούσε να μας βοηθήσει να μεταδώσουμε φωτεινά μηνύματα στα αστέρια για διαστρική επικοινωνία ή να διερευνήσουμε τις επιφάνειες μακρινών εξωπλανητών.

«Αξιοποιώντας το φαινόμενο βαρυτικού φακού του άστρου μας, η αστρονομία θα γνώριζε ένα

επα

ναστατικό άλμα στην ικανότητα παρατήρησης», λέει

Νικ Τουσάι

, ένας αστρονόμος του Penn State που δεν συμμετέχει στη νέα εργασία. “Το φως λειτουργεί και με τους δύο τρόπους, επομένως θα μπορούσε επίσης να ενισχύσει την ικανότητα μετάδοσης μας, αν είχαμε κάποιον εκεί έξω για να επικοινωνήσουμε.”

Όταν πρόκειται για τηλεσκόπια εδώ στη Γη, τα μεγαλύτερα είναι σίγουρα καλύτερα. Για να συλλέξετε αρκετό φως για να εντοπίσετε πραγματικά αχνά αντικείμενα μακριά, χρειάζεστε έναν τεράστιο καθρέφτη ή φακό για να εστιάσετε το φως — αλλά στην πραγματικότητα μπορούμε να τα κατασκευάσουμε μόνο τόσο μεγάλα. Εδώ έρχεται το SGL, ως εναλλακτική λύση για την κατασκευή μεγαλύτερων τηλεσκοπίων, αντί να βασίζεται στον χωρόχρονο που κάμπτεται από τη βαρύτητα του ήλιου για να κάνει την εστίαση για εμάς.

«Η χρήση του SGL εξαλείφει την ανάγκη κατασκευής μεγαλύτερων τηλεσκοπίων και αντ’ αυτού εγείρει το πρόβλημα του τρόπου με τον οποίο μπορείτε να βγάλετε ένα τηλεσκόπιο στην εστιακή απόσταση του Ήλιου (και πώς να το διατηρήσετε εκεί),» εξηγεί.

Μέισι Χιούστον

, ένας αστρονόμος του Μπέρκλεϊ που δεν συμμετέχει στη νέα έρευνα. «Και υπάρχει πολλή δουλειά σε εξέλιξη για να προσπαθήσουμε να λύσουμε αυτό», προσθέτουν.

Ο Τουρίσεφ είναι

εργάζεται ενεργά σε ένα σχέδιο αποστολής για την αποστολή τηλεσκοπίου ενός μέτρου

(λιγότερο από το μισό μέγεθος του διάσημου

Χαμπλ

) στο επίκεντρο του βαρυτικού φρέατος του ήλιου. Είναι ένα μεγάλο ταξίδι—αυτό το εστιακό σημείο βρίσκεται περίπου 650 AU από το αστέρι μας, σχεδόν πέντε φορές μακριά από τον τρέχοντα κάτοχο του ρεκόρ απόστασης της ανθρωπότητας,

Voyager 1

. Για να φτάσει σε μια τόσο τεράστια απόσταση σε λιγότερο από μια ζωή, η ομάδα βασίζεται στην

τεχνολογία

αιχμής των ηλιακών πανιών για να κινηθεί πιο γρήγορα από ποτέ.

Επί του παρόντος, το διαστημικό τηλεσκόπιο

James Webb

ερευνά τις ατμόσφαιρες των πλανητών γύρω από άλλα αστέρια και το μέλλον

Παρατηρητήριο Κατοίκων Κόσμων

στη δεκαετία του 2040 ελπίζουμε ότι θα μπορέσουμε να δούμε αρκετές λεπτομέρειες σε εξωπλανητικές ατμόσφαιρες για να βρούμε στοιχεία ζωής. Η αποστολή του Turyshev θα ήταν το επόμενο μεγάλο βήμα προς την επιβεβαίωση της ζωής σε άλλους κόσμους, ελπίζουμε να εκτοξευθεί γύρω στο 2035. Μόλις το JWST και το HWO εντοπίσουν πιθανώς ενδιαφέροντες κόσμους, το τηλεσκόπιο SGL θα χαρτογραφήσει στη συνέχεια την επιφάνεια ενός εξωπλανήτη με λεπτομέρεια. Ο Turyshev ισχυρίζεται ότι θα μπορούσε να δει έναν πλανήτη να ανατινάζεται σε μέγεθος 700 επί 700 εικονοστοιχεία – μια τεράστια βελτίωση σε σχέση με τα τρέχοντα 2 ή 3 pixel της άμεσης απεικόνισης. «Εάν υπάρχει ένας βάλτος σε αυτόν τον εξωπλανήτη, που εκπέμπει μεθάνιο, θα ξέρουμε ότι αυτό είναι που βρίσκεται σε αυτήν την ήπειρο σε αυτό το νησί, για παράδειγμα», εξηγεί.

Κοιτάζοντας περαιτέρω στο μέλλον της επιστημονικής φαντασίας, αυτή η ίδια τεχνολογία SGL θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί όχι μόνο «ως τηλεσκόπιο που θα μπορούσαμε να χρησιμοποιήσουμε από το ηλιακό σύστημα για να δούμε άλλα πλανητικά συστήματα με μεγάλη λεπτομέρεια» αλλά και ως «διαστρικό δίκτυο επικοινωνίας (για σκόπιμες επικοινωνίες )», λέει ο Χιούστον. Ένα λέιζερ τοποθετημένο στη βαρυτική εστία του ήλιου θα μπορούσε να στείλει μηνύματα σε άλλα αστέρια χωρίς να χάσει τόσο πολύ σήμα όσο η τρέχουσα τεχνολογία φάρων που συνδέουμε τη Γη.

«Αν γίνουμε ποτέ ένας διαστρικός πολιτισμός, αυτό [SGL] θα μπορούσε ενδεχομένως να είναι το πιο αποτελεσματικό μέσο επικοινωνίας μεταξύ των αστρικών συστημάτων», λέει ο Tusay. Μας

ραδιοφωνικές μεταδόσεις

, που διαρρέουν από την ατμόσφαιρα της Γης από τις αρχές του 1900, γίνονται γρήγορα πιο αμυδρές όσο πιο μακριά από τον πλανήτη μας. Οι μαθηματικοί υπολογισμοί του Turyshev δείχνουν ότι τα σήματα που αποστέλλονται από το SGL θα μπορούσαν εύκολα να παρατηρηθούν στις αποστάσεις των κοντινών αστεριών, ακόμη και όταν υπολογίζεται το θορυβώδες υπόβαθρο του πραγματικού κόσμου. Η μετάδοση μέσω του SGL «δεν απαγορεύεται, ενθαρρύνεται πραγματικά από τη φυσική», λέει ο Turyshev.

Ωστόσο, αυτή η τεχνολογία δεν θα έλυνε όλα τα διαστρικά εμπόδια μας. Μπορεί να μπορούμε να στέλνουμε μηνύματα, αλλά δεν έχουμε ακόμα τρόπο αποστολής

εμείς οι ίδιοι

έξω ανάμεσα στα αστέρια για να ταξιδέψεις. Θα υπήρχε επίσης μια τεράστια καθυστέρηση στις γαλαξιακές μας κλήσεις—περισσότερο σαν να στείλετε ένα γράμμα για τη χώρα με άλογο παρά με το FaceTiming με τους φίλους σας. «Το φως έχει ακόμα ένα

μέγιστη ταχύτητα

», υπενθυμίζει ο Tusay. Ως αποτέλεσμα, η αποστολή ενός μηνύματος σε ένα αστέρι τέσσερα έτη φωτός μακριά θα χρειαζόταν τέσσερα χρόνια για να φτάσει εκεί και άλλα τέσσερα για να φτάσει η απάντηση σε εμάς. Ωστόσο, ο ηλιακός βαρυτικός φακός είναι ένα μεγάλο βήμα για να γίνει πραγματικότητα το μέλλον της επιστημονικής φαντασίας μας.