Обществото може да се чуди защо си струва да похарчите 100 милиарда евро за телескоп, който е 50 пъти по-скъп от своя предшественик Хъбъл. Публикуването на тези първи снимки ще бъде отговор.
Най-убедителните аргументи за полезността на науката са шоу на жонглиране и една малка грешка ще стовари малките ми топки на пода. Може би се осмелявам да стана отмъстителен пред опиянението от спектакъла, който JWST обещава да предложи.
Но един чисто научен аргумент засега е достатъчен, за да можем да оценим стойността, която ще имат неговите впечатляващи изображения.
Поставянето на телескоп в космоса е много скъпо, разбира се. Но защо досега? Просто защото позволява да се оптимизира работата му в обхвата на инфрачервеното лъчение. С това телескопът Джеймс Уеб допълни работата на телескопа Хъбъл, ветеран, който изследва видимата и ултравиолетовата светлина.
Астрономическите сигнали, че нашите идват от космоса, са много оскъдни. И поради тази причина е удобно да се отървете от конкурентите. Водните молекули в атмосферата са много запалени по инфрачервените вълни. От друга страна, в дълбочината и студа на космоса детекторите ще се отърват от тази досада. Същото важи и за нежеланото нагряване, причинено от самите части на инструмента. Това постига устройство, наречено акустичен охладител.
Тази ключова част от JWST използва ефекта на Джаул-Томсън, според който газът се охлажда, когато налягането върху него намалява. Тези двама пионери не подозираха докъде ще стигне ентусиазмът им към основната физика. Нашата идея е, че е възможно много постижения, постигнати от изследванията, също да достигнат границите на знанието и самата вселена.
Технологията, разработена за Джеймс Уеб, вече е достигнала до болниците
Досега предизвикателството да се избягват нежеланите поглъщания, за да се получат по-прецизни и мощни сигнали. В действителност това е само малък аспект от огромната степен на сложност на предизвикателствата, пред които е изправен JWST. И само като вземем това предвид, ще можем да оценим най-новото в науката и технологиите, което включва тяхното развитие и експлоатация. Достатъчно е да споменем, че технология, предназначена за калибриране на вашите огледала, е успешно прехвърлена в офталмологичната лазерна хирургия. И вече има десетки хиляди пациенти, чиято роговица е оперирана благодарение на този авантатен трансформатор.
Но стига брошури! Повече правим поезия.
Фундаментална наука в дълбокия космос
Откраднат концепцията от „Малкият принц“, телескопът Джеймс Уеб е новото сърце на това живо същество, което наричаме астрономия. Този нов инструмент ще ни позволи да видим това, което е съществено, това, което е невидимо за окото, вселената в инфрачервени лъчи. Откриването и разбирането на вълните в този регион на Вселената е част от преплетената история на астрономията и технологиите. Изненадващо е, че те предсказаха Емил дю Шатле, най-известният пионер на жените във физиката. Нито че са били открити от един от най-астрономическите знаци на историка Уилям Хершел. И в негова чест е кръстен телескоп, който има системи за охлаждане, по-елементарни от тези на Джеймс Уеб.
Също така не е изненадващо, че предшественикът на инфрачервените термометри, станал модерен от пандемията, е изобретен за използване в астрономията. Това е устройство, наречено тазиметър, създадено от Томас Едисън за откриване на температурни промени в слънчевата корона, усилени по време на затъмнение.
Телескопът James Webb поема от цялата тази дискретна и упорита наука. И обещава да разкрие някои ценни тайни на вселената благодарение на изключителната си дълбочина на полето.
Джеймс Уеб направи снимки с космическа "лупа"
Можем да мислим за Джеймс Уеб като за кофа, способна да събира светлина. И събира много повече светлина от всеки космически телескоп досега. Това е, така да се каже, око с по-голяма зеница, само че не е дупка, а среща на огледала. По този начин, с напредването на НАСА, тя успя да получи впечатляващи изображения, произведени от системата за бавна гравитация SMACS 0723. ел. Благодарение на това се надяваме, че ще ни даде поглед към най-дълбоката вселена, създавана някога.
SMACS 0723 е клъстер от масивни галактики, който увеличава светлината на преден план и изкривяването на обектите зад тях, което ще позволи изгледи в дълбоко поле на изключително далечни и слаби галактики. ПОТ
Материалът, от който са направени звездите
Но да се върнем на възможностите му в инфрачервения диапазон. Този конкретен телескоп ще изследва региони от Вселената, богати на космически прах, съединение от частици, по-малки от 100 микрона. Това е точно от порядъка на дължината на вълната на инфрачервеното лъчение и по този начин може лесно да премине през облаци космически прах. Интересното е, че тази суровина е веществото, което поражда звездите. Тоест, той е значително изобилен в регионите, където се образуват звезди. Във футболен план това е нещо като Farmhouse of the Universe. Разбира се, ембрионите на звездите прекарват известно време в хризалида от прах.
Във Вселената обаче откриваме облаци космически прах в много различни размери. Например, планетарните мъглявини са малки и често заобикалят умиращи звезди. Такъв е случаят с мъглявината „Осем изблика“, която също е главният герой на колекцията от премиерни изображения, които ще видим през очите на Джеймс Уеб. Надяваме се, че можем да тълкуваме нашите ученици, за да разберем по-добре еволюцията на звездата.
Мъглявина с осем избухвания, наричана още Екипът на наследството на Хъбъл Южен пръстен/STScI/AURA/NASA/ESA
А в бъдеще?
Загатнахме за предложенията за науката, които прави този уникален телескоп, но много повече очакваме. Например, смята се, че той ще бъде ключов играч в коригирането на сегашната скорост на разширяване на Вселената. По-конкретно, това ще позволи да се направят необходимите измервания на разстоянието по-прецизни с помощта на гигантски червени звезди. Един от ключовете е, че несигурността във физиката на тези арбитри между локални и далечни измервания на стойността на константата на Хъбъл е по-малка в инфрачервения диапазон. Това е така, защото емисиите в този диапазон не зависят толкова от неговата възраст или ябълчен състав.
В същото време почувствахме, че ще спорим, че има вратичка за синдрома на Стендал, която ще провокираме с тази колекция от изображения от телескопа James Webb. И може би това, към което ние като общност можем да се стремим, е това да поддържа професии, които могат да се възползват напълно от толкова много знания.
ЗА АВТОРА
Рут Лазкоз
* Тази статия е публикувана първоначално в The Conversation
