Kaip daugiašalių astronomija yra nepagrįstų įžvalgų kosmosui

Astronomai buvo užkariavę metus.

Be stebėjimo kosminio neutrinų šaltinio, jie aptiko dviejų miestų dydžio neutronų žvaigždžių susijungimą, kurių kiekviena yra didesnė už saulę.

Šie atradimai buvo paskelbti kaip įrodymas, kad atvyko „nauja daugiašalių astronomijos eros“.

Bet kas yra daugiašalė astronomija?

Kasdieniame gyvenime mes suprantame aplinkinį pasaulį pagal įvairius signalus, pvz., Garso bangas, šviesą (elektromagnetinės bangos tipą) ir odos spaudimą. Kiekvieną iš šių signalų gali perduoti kitas „pasiuntinys“. Nauji pasiuntiniai kelia naujų įžvalgų. Taigi astronomai labai džiaugėsi nauju pasiuntinių rinkiniu į savo mokslą.

Daug pranešimų

Daugumai astronomijos istorijos mokslininkai pirmiausia studijavo vieno žiniasklaidos, elektromagnetinės spinduliuotės, perduodamus signalus. Šios bangos, judančios per erdvę ir laiką, apibūdinamos jų bangos ilgiais arba jų dalelių, fotonų, kiekiu.

Radijo bangos turi mažiausiai energijos ir ilgiausius bangų ilgius turinčius fotonus, po to seka infraraudonųjų spindulių ir optinė šviesa tarpinių energijos ir bangos ilgių. Rentgeno spinduliai ir gama spinduliai turi trumpiausią bangų ilgį ir didžiausią energiją.

Tačiau mokslininkai taip pat tyrinėja kitus pasiuntinius:

• Kosminiai spinduliai: įkrautos atominės dalelės ir branduoliai, einantys netoli šviesos greičio.
• Neutrinos: neužpildytos dalelės, kurios mato didžiąją visatos dalį kaip skaidrią.
• Gravitacinės bangos: raukšlės pačiame erdvės ir laiko audinyje.

Ir nors kai kurie astronomijos laukai jau daugelį metų tyrinėjo šiuos pasiuntinius, astronomai tik neseniai stebėjo įvykius iš gerokai daugiau nei Paukščių tako ir tuo pačiu metu turėjo daugiau nei vieną pasiuntinį. Vos per kelis mėnesius dvigubai padidėjo šaltinių, kuriuose astronomai gali susieti signalus iš įvairių pasiuntinių.

Kaip pėsčiomis paplūdimyje

Daugiašalė astronomija yra natūrali astronomijos evoliucija. Mokslininkams reikia daugiau duomenų, kad būtų sudarytas išsamus objektų, kuriuos jie studijuoja, ir suderintų teorijas, kurias jie kuria kartu su savo pastabomis.

Astronomai sujungė įvairius fotonų bangos ilgius, kad galėtų sujungti kai kurias visatos paslaptis. Pavyzdžiui, radijo ir optinių duomenų derinys atliko svarbų vaidmenį nustatant, kad Paukščių takas yra spiralinė galaktika 1951 m.

Ir astronomija toliau atskleidžia puikius rezultatus apie mūsų visatą, naudojant tik vieną pasiuntinį, fotonus. Taigi, jei daugiašalių astronomija yra tik neįtikėtinas sėkmės istorijos žingsnis, ar tai reiškia, kad tai tik naujas žodis?

Mes nemanome.

Įsivaizduokite, kad einate palei vandenyno paplūdimį. Jūs mėgstate nuostabios saulėlydžio akyse, girdite valcavimo bangas, jaučiatės smėlio po kojomis ir kvepiate sūrus oras. Jūsų bendras pojūčiai sudaro išsamesnę patirtį.

Su daugialypės terpės astronomija, tikimės daugiau sužinoti iš visatos, derindami kelis pasiuntinius, lygiai taip pat, kaip deriname regėjimą, klausymą, prisilietimą ir kvapą.

Bet tai ne visada yra piknikas

Astronomų ir dalelių fizikų kultūrai atstovauja skirtingiems mokslo metodams. Daugiamandatėje astronomijoje šios kultūros susiduria.

Astronomija yra stebėjimo laukas, o ne eksperimentas. Mes tiriame astronominius objektus, kurie laikui bėgant keičiasi (laiko domeno astronomija), o tai reiškia, kad dažnai turime tik vieną galimybę laikytis trumpalaikio astronominio įvykio.

Iki šiol dauguma laiko domenų astronomų dirbo mažose komandose, daugeliui projektų vienu metu. Naudojame tokius išteklius kaip „Astronomo telegrama“ arba „Gama spinduliuotės koordinavimo tinklas“, kad greitai gautume rezultatus, net prieš pateikiant mokslinius darbus.

Kadangi dauguma numatomų daugiašalių signalų šaltinių yra trumpalaikiai astronominiai įvykiai, tai yra didžiulė pastanga pasiimti pasiuntinius be fotonų.

Skaitykite daugiau: „IceCube“ observatorija aptinka neutriną ir atranda blazarą kaip šaltinį

Dalelių fizikai sukūrė didelį tarptautinį bendradarbiavimą, kad išspręstų sunkiausias problemas, įskaitant „Large Hadron Collider“, „IceCube“ Neutrino observatoriją ir „Laser Interferometer“ gravitacinių-bangų observatoriją (LIGO). Norint, kad šimtai tūkstančių tyrėjų dirbtų siekiant bendrų tikslų, reikia visapusiškai nustatyti vaidmenis, griežtas komunikacijos gaires ir daugybę telekonferencijų.

Būtinybė reaguoti į sparčius daugiašalių šaltinių pokyčius ir didžiules pastangas užfiksuoti daugiašalius signalus reiškia, kad astronomija ir dalelių fizika turi susilieti vienas su kitu, kad išgautų geriausias iš abiejų kultūrų.

Daugiašalių astronomijos privalumai

Nors daugiašalių astronomija yra tai, ką astronomai ir dalelių fizikai padarė dešimtmečius, bendras rezultatas yra intriguojantis.

Nustatant gravitacines bangas, jungiančias neutronų žvaigždes, patvirtinta, kad šios susidūrimai padarė didelę dalį aukso ir platinos Žemėje (ir visame pasaulyje). Ji taip pat parodė, kaip šie susidūrimai sukelia (bent jau kai kuriuos) trumpus gama spindulius - šių sprogių įvykių kilmė buvo didžiulis atviras klausimas astronomijoje.

Pirmasis neutrino susiejimas su vienu astronominiu šaltiniu apžvelgė, kaip visata daro energingiausias daleles. Daugiašalė astronomija atskleidžia informaciją apie kai kurias ekstremalias sąlygas mūsų visatoje.

Daugialypės terpės perspektyva jau duoda daugiau nei jos dalių sumą - ir galime tikėtis, kad ateityje bus daugiau stebina. Elitinės komandos visoje Kanadoje jau prisideda prie šio jaunų laukų augimo, o daugiašaliai astronomija žada vaidinti svarbų vaidmenį mūsų artimiausiame astronominių tyrimų dešimtmetyje Kanadoje ir visame pasaulyje.

Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas Gregory Sivakoff ir Daryl Haggard pokalbyje. Skaitykite originalų straipsnį čia.