Spațiul, ultima frontieră.
Am auzit pentru prima oară aceste cuvinte când aveam doar șase ani
și am fost profund inspirată.
Voiam să explorez lumi noi, ciudate.
Voiam să caut noi forme de viață.
Voiam să văd tot ceea ce universul avea să ofere.
Iar acele visuri, acele cuvinte, m-au purtat într-o călătorie,
o călătorie a cunoașterii,
prin școală, prin facultate,
către un doctorat și, în final, spre a deveni astronom.
Am învățat două lucruri uimitoare,
unul puțin neplăcut,
în timpul doctoratului.
Realitatea era
că nu aveam să pilotez o navă cosmică prea curând.
Dar, pe lângă asta, am învățat că universul este ciudat, minunat și vast,
chiar prea vast pentru a putea fi explorat cu o navă spațială.
Așa că mi-am concentrat atenția către astronomie și telescoape.
Vă arăt acum o imagine a boltei cerești.
O puteți vedea de oriunde din lume.
Toate aceste stele fac parte din galaxia noastră, Calea Lactee.
Dacă ați merge undeva unde cerul este mai negru,
într-o zonă întunecată, poate în deșert,
ați putea vedea centrul Căii Lactee
întins dinaintea voastră, sute de miliarde de stele.
Este o imagine extrem de frumoasă.
E plină de culoare.
Însă este doar o parte a universului nostru.
Puteți vedea că de-a lungul imaginii este un soi de praf întunecat.
Acela este praful din galaxia noastră
ce obturează lumina stelelor.
Dar ne descurcăm destul de bine.
Chiar și cu ochiul liber putem explora colțul nostru de univers.
Se poate și mai bine.
Putem folosi telescoape minunate, precum Telescopul Hubble.
Astronomii au obținut această imagine.
Este denumită Hubble Deep Field,
și au petrecut sute de ore observând o mică parte a cerului
cât unghia degetului mare văzută de la distanța brațului întins.
Iar în această imagine
puteți vedea sute de galaxii,
și știm că trebuie să existe sute de milioane, miliarde de galaxii
în întregul univers,
unele ca a noastră și altele foarte diferite.
Așa că vă gândiți: e în regulă, îmi pot continua călătoria.
E simplu. Trebuie doar să folosesc un telescop foarte puternic
și să privesc cerul, nimic mai mult.
De fapt, pierdem mult dacă ne limităm doar la asta.
Asta se întâmplă pentru că tot ce v-am spus până acum
s-a referit doar la spectrul vizibil, doar la ceea ce puteți vedea cu ochii,
iar asta este o parte mică,
o părticică infimă, din ceea ce universul are să ne ofere.
Există două mari probleme cu observațiile în spectrul vizibil.
Nu numai că pierdem informații de la restul proceselor
care emit alte tipuri de radiație,
dar există două chestiuni.
Prima se referă la praful pe care l-am menționat mai devreme.
Praful blochează lumina să ajungă la noi.
Pe măsură ce privim mai adânc în Univers, vedem mai puțină lumină.
Praful o oprește să ajungă la noi.
Dar există și o problemă foarte ciudată cu utilizarea spectrului vizibil
în scopul explorării universului.
Luați un minut de pauză.
Imaginați-vă că stați la colțul unei străzi aglomerate.
Mașinile trec pe lângă voi.
Se apropie o ambulanță.
Are pornită sirena cu sunetul ei ascuțit.
(Imită sunetul sirenei)
Sunetul pare să-și fi schimbat tonalitatea
pe măsură ce se apropia și se îndepărta de voi.
Șoferul ambulanței nu a modificat sunetul ca să se distreze pe seama voastră.
Efectul este un produs al percepției.
Undele sonore, pe măsură ce ambulanța se apropia,
erau comprimate
și aveau o tonalitate mai ridicată.
Pe măsură ce ambulanța se îndepărta, undele sonore erau dilatate,
și aveau o tonalitate mai joasă.
Același lucru se întâmplă și cu lumina.
Obiectele care se apropie de noi
au undele luminoase comprimate, făcându-le să apară mai albastre.
Obiectele ce se îndepărtează de noi
au undele luminoase dilatate, făcându-le să apară mai roșii.
Denumim aceste efecte deplasarea spre albastru și spre roșu.
Universul se extinde,
deci toate obiectele se îndepărtează unele de altele,
ceea ce înseamnă că totul are o tentă roșie.
Și, în mod ciudat, dacă vă uitați mai în profunzimea universului,
veți vedea că obiectele îndepărtate se mișcă mai repede și mai departe,
ceea ce le face să apară și mai roșii.
Dacă revenim la Hubble Deep Field
și continuăm să cercetăm universul tot mai adânc,
folosind doar telescopul Hubble,
când ajungem la o anumită depărtare,
totul devine roșu,
ceea ce aduce cu sine o altă problemă.
Până la urmă ajungem atât de departe
încât totul trece în domeniul infraroșu
și nu mai vedem nimic.
Deci trebuie să ocolim problema.
Altfel, călătoria mea este limitată.
Voiam să explorez întreg universul,
nu doar ceea ce era vizibil până la limita domeniului infraroșu.
Există o cale.
Se numește radioastronomie.
Astronomii o utilizează de zeci de ani.
Este un domeniu fantastic.
Vă prezint Radio Telescopul Parkes, denumit de pasionați „The Dish” (Antena).
Poate că ați văzut filmul.
Tehnica radio este cu adevărat genială.
Ne permite să pătrundem mult mai în profunzime.
Nu este limitată de praf,
deci poți vedea totul din univers,
iar deplasarea spre roșu nu e atât de problematică
pentru că putem construi receptoare pentru lățimi mari de bandă.
Ce vede telescopul Parkes când îl orientăm către centrul Căii Lactee?
Ar trebui să vedem ceva fantastic, nu?
Ei bine, chiar vedem ceva interesant.
Am scăpat de tot praful.
Cum am mai spus, undele radio trec prin praf, deci nu e o problemă.
Dar imaginea este foarte diferită.
Vedem centrul galaxiei strălucind,
dar nu e lumina stelelor.
Această lumină se numește radiație sincrotronă,
și este formată din electroni în mișcare prin câmpurile magnetice ale cosmosului.
Deci imaginea e umplută de această strălucire.
Și mai putem vedea șuvițe ciudate ce radiază din ea
și obiecte care nu corespund
cu nimic din ceea ce vedem cu proprii ochi.
Dar interpretarea acestei imagini este dificilă,
pentru că, după cum puteți vedea, are o rezoluție foarte slabă.
Undele radio au o lungime de undă mare,
ceea ce le face să aibă o rezoluție slabă.
De asemenea, imaginea este alb/negru,
deci nu știm culoarea obiectelor din ea.
Revenind în prezent.
Putem construi telescoape
care pot depăși aceste probleme.
Vă arăt aici o imagine a Radio Observatorului Murchison,
un loc excelent pentru construirea radiotelescoapelor.
Este neted, este uscat,
dar cel mai important, este lipsit de perturbații radio:
nu sunt telefoane mobile, Wi-Fi sau altceva,
pur și simplu nu există interferențe,
deci e un loc perfect pentru amplasarea unui radiotelescop.
Telescopul la care am lucrat câțiva ani
se numește Murchison Widefield Array
și am să vă arăt o scurtă filmare din timpul construcției sale.
Acesta este un grup de studenți și absolvenți
din Perth.
Îi numim Armata Studențească,
iar aceștia și-au dedicat timpul construirii unui radiotelescop.
Nu se acordă credite pentru asta.
Și asamblează acești dipoli radio.
Aceștia recepționează frecvențele joase, precum cele de la posturile radio sau TV.
Iar aici îi poziționăm pe suprafața deșertului.
Telescopul complet, desfășurat, ocupă 10 kilometri pătrați
în deșertul Australiei de Vest.
Și partea interesantă este că nu are piese în mișcare.
Pur și simplu montăm aceste antene
într-o rețea asemănătoare unei plase de sârmă.
E destul de ieftin.
Semnalul este transmis prin cabluri
de la antene
către centrul de procesare.
Iar dimensiunea acestui telescop,
faptul că l-am construit pe întreg deșertul,
ne oferă o rezoluție mai bună decât telescopul Parkes.
Deci centralizăm informația
și o trimitem mai departe către un supercalculator, aici în Perth,
unde intru eu în schemă.
(Oftează)
Informația radio.
Mi-am petrecut ultimii cinci ani
lucrând cu date complexe, foarte interesante,
pe care nu le mai văzuse nimeni până atunci.
Am petrecut mult timp calibrând,
cheltuind milioane de ore de procesare pe supercomputere
și încercând să descifrez acea informație.
Iar cu acest telescop,
cu aceste date,
am cercetat cerul întregii emisfere sudice,
„The Galactic and Extragalactic All-Sky MWA Survey”,
sau GLEAM, cum îl numesc eu.
Și sunt foarte entuziasmată.
Acest studiu urmează să fie publicat, dar încă nu a fost arătat,
deci sunteți primii oameni
care văd acest studiu al bolții cerești din întreaga emisferă sudică.
Sunt încântată să împărtășesc cu voi câteva imagini din acest studiu.
Imaginați-vă că ați mers la Murchison,
că ați campat sub cerul înstelat
și că priviți spre sud.
Ați văzut polul sud ceresc,
galaxia răsărind.
Dacă suprapun imaginea radio,
vedem ce am obținut prin studiul nostru.
Observați că spațiul cosmic nu mai e întunecat de praf.
Strălucește de radiație sincrotronă
și mii de puncte sunt vizibile.
Marele Nor al lui Magellan, cel mai apropiat vecin galactic al nostru,
este portocaliu, și nu alb-albastru cum îl știam de obicei.
Deci se întâmplă multe lucruri aici. Să privim mai de aproape.
Dacă ne orientăm privirea spre centrul galactic,
ce văzusem mai devreme în imaginea capturată de telescopul Parkes,
rezoluție mică, alb/negru,
și suprapunem imaginea GLEAM,
veți constata că rezoluția s-a îmbunătățit de o sută de ori.
Avem acum o imagine color a cerului,
o imagine tehnicolor.
Nu este o imagine prezentată în culori false.
Acestea sunt culorile adevărate radio.
Ce-am făcut a fost să colorez frecvențele joase în roșu
și pe cele înalte în albastru,
iar pe cele de mijloc în verde.
Și așa am obținut acest curcubeu.
Iar asta nu este culoare falsă.
Culorile din această imagine ne dezvăluie procesele fizice
care au loc în univers.
De exemplu, dacă vă uitați de-a lungul galaxiei,
strălucește de radiație sincrotronă,
care e portocalie spre roșu în pricinpal,
dar dacă ne apropiem foarte mult, vedem mici puncte albastre.
Dacă mărim imaginea,
aceste puncte albastre sunt plasmă ionizată
ce înconjoară stele foarte luminoase,
și din cauză că blochează lumina roșie,
ele apar albastre.
Ele ne pot indica regiunile de formare a stelelor
din galaxia noastră.
Și le-am descoperit imediat.
Privim galaxia și culoarea ne spune că ele sunt prezente acolo.
Puteți vedea mici baloane de săpun,
mici cercuri în jurul câmpului galactic,
iar acestea sunt rămășițele supernovelor.
Când o stea explodează,
stratul exterior este expulzat
și călătorește prin spațiu, adunând materie
și producând o mică crustă.
Este un vechi mister pentru astronomi
unde se află toate aceste rămășițe de supernove.
Știm că trebuie să existe mulți electroni de mare energie în galaxie
pentru a produce radiația sincrotronă pe care o vedem,
și credem că aceștia sunt produși de supernove,
dar par să nu fie destule.
Din fericire, GLEAM este foarte bun la detectarea acestor rămășițe,
și sperăm că vom publica un studiu despre acest lucru în curând.
Asta-i bine.
Am explorat universul apropiat,
dar voiam să pătrund mai adânc și mai departe.
Voiam să las în urmă Calea Lactee.
Întâmplător, putem vedea un obiect foarte interesant în dreapta, sus,
iar acesta este o radiogalaxie,
Centaurus A.
Dacă mărim imaginea asta,
vedem două jeturi imense împinse în spațiul cosmic.
Și dacă priviți chiar în centru, între acele două jeturi,
veți vedea o galaxie ca a noastră.
O spirală. Are o zonă de praf.
Este o galaxie normală.
Dar aceste jeturi sunt vizibile doar în spectrul radio.
Dacă am fi studiat doar spectrul vizibil, nici n-am fi știut că ele există,
și sunt de mii de ori mai mari decât galaxia însăși.
Ce se întâmplă? Cine produce aceste jeturi?
La centrul fiecărei galaxii pe care o știm
se află o gaură neagră supermasivă.
Găurile negre sunt invizibile. De aceea sunt numite așa.
Tot ce poți vedea este devierea luminii în jurul lor,
iar uneori, când o stea sau un nor gazos le intră în orbită,
acestea sunt dezintegrate datorită forței gravitaționale,
formând, ceea ce noi numim, un disc de acreție.
Discul de acreție strălucește puternic în domeniul radiației X,
iar câmpuri magnetice puternice pot lansa materia în spațiu
la viteze apropiate de viteza luminii.
Deci aceste jeturi sunt vizibile în domeniul radio
și asta este ceea ce am găsit noi.
E bine, e chiar foarte bine că am reușit să vedem o radiogalaxie. E plăcut.
Dar dacă vă uitați în partea de sus a imaginii
veți vedea o altă radiogalaxie.
Pare mai mai mică, dar numai din cauză că este mai îndepărtată.
OK. Două galaxii.
Le vedem. E bine.
Dar ce-i cu restul de puncte?
Probabil sunt doar stele.
Nu sunt.
Toate sunt radiogalaxii.
Toate punctele din această imagine
este o galaxie îndepărtată,
la milioane sau miliarde de ani lumină
cu o gaură neagră supermasivă în centru
ce împinge materie în spațiu cu o viteză aproape de cea a luminii.
Este incredibil.
Iar studiul este mult mai cuprinzător decât ceea ce v-am arătat eu aici.
Dacă examinăm întreg studiul,
puteți vedea că am găsit 300.000 astfel de galaxii.
Este cu adevărat o odisee extraordinară.
Am descoperit toate aceste galaxii
până la primele găuri negre supermasive.
Sunt foarte mândră de asta, și vom publica studiul săptămâna viitoare.
Dar asta nu e tot.
Am explorat prin aceste observații cele mai îndepărtate colțuri ale galaxiei,
dar această imagine mai ascunde ceva.
Vă duc înapoi în timp, la începuturi.
La apariția universului s-a produs Big Bang-ul,
care a lăsat în urma lui o mare de hidrogen,
de hidrogen neutru.
Iar când au apărut primele stele și galaxii,
au ionizat acel hidrogen.
Deci Universul a trecut de la o stare neutră la una ionizată.
Acest eveniment și-a lăsat amprenta peste tot, în jur.
Este pretutindeni, ne pătrunde,
ca Forța (din Războiul Stelelor).
Pentru că asta s-a întâmplat foarte demult,
semnalul s-a deplasat spre roșu,
iar acum este la frecvențe foarte joase.
Este la aceeași frecvență ca aceea din cercetările mele,
dar e foarte slab.
E de miliarde de ori mai slab decât obiectele din studiul meu.
Poate că telescopul nostru nu e suficient de sensibil să îl detecteze.
Însă, există un nou radiotelescop.
Deci nu pot avea o navă cosmică,
dar pot avea
unul dintre cele mai mari radiotelescoape din lume.
Construim Square Kilometre Array, un nou radiotelescop,
ce va fi de o mie de ori mai mare ca MWA,
și de o mie de ori mai sensibil, și va avea o rezoluție mai bună.
Ar trebui să putem găsi zeci de milioane de galaxii.
Și poate că, în adâncurile acelui semnal,
voi avea ocazia să văd primele stele și galaxii prinzând viață,
începutul timpului însuși.
Vă mulțumesc.
(Aplauze)