١٤ مايو ٢٠١٨
الكاتبة : إلين ماير ، أستاذة المساعدة المساعدة في جامعة ميرلاند في بالتيمور
المترجم : أبو طه / عدنان أحمد الحاجي
المقالة رقم ١٨٣ لسنة ٢٠١٨
التصنيف : أبحاث الكونيات
Eileen Meyer
Assistant Professor of Physics, University of Maryland, Baltimore County
May 14, 2018
في وقت سابق من هذا العام ، عثر علماء الفلك على اكتشاف مذهل: من الممكن ان يكون آلافاً من الثقوب السوداء بالقرب من مركز مجرتنا.
لم تكن صور الأشعة السينية التي مكنت من هذا الاكتشاف من بعض التلسكوبات الحديثة. كما لم يتم أخذها مؤخرًا - حتى بعض البيانات قد جمعت منذ حوالي ٢٠ عامًا.
لا ، اكتشف الباحثون الثقوب السوداء عن طريق البحث في بيانات قديمة مؤرشفة.
هكذ اكتشافات سوف تصبح أكثر شيوعًا فقط، نظرًا لأن عصر "البيانات الضخمة" غير من طريقة كيف تُنجز العلوم. يجمع علماء الفلك كميات كبيرة من البيانات بشكل اسي تصاعدي exponentially كل يوم - لدرجة أن الأمر سيستغرق سنوات لكشف جميع الإشارات الخفية المدفونة في أرشيف المعلومات.
تطور علم الفلك
منذ ستين عامًا ، كان عالم الفلك يعمل بمفرده أو في فريق صغير. ومن المحتمل أن يكون لديهم إمكانية استخدام تلسكوب بصري أرضي كبير وقوي في مراكزهم البحثية .
كانت ملاحظاتهم مقتصرة إلى حد كبير على الأطوال الموجية البصرية - إلى حد ما يمكن للعين أن تراه . وهذا يعني أنهم فقدوا إشارات من مجموعة من المصادر الفيزيائية الفلكية ، والتي يمكن أن تصدر إشعاعات غير مرئية ابتداءاً من الراديوية منخفضة التردد للغاية وصولًا إلى أشعة غاما عالية الطاقة. في الغالب ، إذا أردت ان تشتغل بعلم الفلك ، يجب أن تكون شخصًا أكاديميًا أو غريب الأطوار مع إمكانية استخدام تلسكوب جيد.
خُزنت البيانات القديمة في شكل لوحات فوتوغرافية أو كتالوجات منشورة. لكن الوصول إلى أرشيفات المراصد الأخرى قد يكون صعباً - وكان ذلك من المستحيل عمليا على علماء الفلك الهواة.
اليوم ، هناك مراصد تغطي الطيف الكهرومغناطيسي بأكمله. ولم تعد هذه المؤسسات التي تديرها مؤسسات بمفردها بل تعمل على تشغيل هذه المراصد المتطورة وكالات فضاء وغالباً ما تكون جهود مشتركة تضم العديد من البلدان.
مع قدوم العصر الرقمي ، جميع البيانات اصبحت متاحة للجمهور بعد وقت قصير من الحصول عليها. وهذا يجعل علم الفلك ديمقراطيًا للغاية - أي شخص يريد يمكنه ان يعيد تحليل تقريبًا أي مجموعة بيانات تصنع ( تتصدر) الأخبار. (أنت أيضا يمكن أن ننظر إلى بيانات تشاندرا التي أدت إلى اكتشاف الآلاف من الثقوب السوداء!)
هذه المراصد تولد كمية هائلة من البيانات. على سبيل المثال ، قام تلسكوب هابل الفضائي ، الذي يعمل منذ عام ١٩٩٠ ، بإجراء أكثر من 1.3 مليون رصد ونقل ما يقرب من ٣٠ غيغابايت من البيانات الخام كل أسبوع ، وهو أمر مثير للإعجاب لتلسكوب تم تصميمه لأول مرة في السبعينيات من القرن الماضي. تتوقع مصفوفة مرصد أتكاما الكبير Atacama Large Millimeter Array في تشيلي الآن إضافة ٢ تيرابايت من البيانات إلى أرشيفاتها كل يوم.
بيانات خرطوم إطفاء الحريق firehose
ارشيفات البيانات الفلكية كبيرة بالفعل. لكن الأشياء على وشك أن تنفجر .
عادةً ما يكون كل جيل من المراصد أكثر حساسية ب ١٠ مرات على الأقل من السابق ، إما بسبب التكنولوجيا المحسنة أو لأن الرحلة ببساطة أكبر . واعتمادًا على مدة البعثة الجديدة ، يمكنها اكتشاف مصادر فلكية أكثر بمئات المرات من البعثات الفضائية السابقة عند هذا الطول الموجي.
على سبيل المثال ، قارن بين أول مرصد أشعة غاما EGRET ، الذي نُقل جواً في التسعينيات من القرن الماضي إلى البعثة الرئيسية لوكالة ناسا فيرمي Fermi ، والتي ستكون في السنة العاشرة من عمرها هذا العام. لم تكتشف EGRET سوى حوالي ١٩٠ من مصادر أشعة غاما في السماء. وقد رصدت فيرمي أكثر من ٥٠٠٠ منها.
وسيقوم تلسكوب المسح السينوبتيكي Synoptic الكبير ، وهو تلسكوب بصري قيد الإنشاء حالياً في شيلي ، بتصوير السماء بأكملها كل بضع ليال. سيكون حساساً للغاية بحيث سينتج ١٠ ملايين تنبيه في كل ليلة على مصادر جديدة أو عابرة ، مما يؤدي إلى كتالوج حجمه أكثر من ١٥ بيتابايت petabytes بعد ١٠ سنوات.
سيكون مرصد "مصفوفة الكيلومتر المربع Square Kilometre Array," ، عند اكتماله في عام ٢٠٢٠ ، أكثر التلسكوبات حساسية في العالم ، قادرًا على اكتشاف محطات رادار مطارات حضارات غريبة تبعد ٥٠ سنة ضوئية. وفي عام واحد فقط من النشاط ، سيولد المزيد من البيانات وستيولد بيانات أكثر من شبكة الإنترنت بأكملها.
ستختبر هذه المشاريع الطموحة قدرة العلماء على التعامل مع البيانات. ستحتاج الصور إلى معالجة تلقائيًة - بمعنى أن البيانات ستحتاج إلى ضغطها إلى حجم يمكن التعامل معه أو تحويلها إلى منتج نهائي. وستدفع المراصد الجديدة قوة الحوسبة الى أبعد حد ، مما يتطلب مرافق قادرة على معالجة مئات التيرابايت في اليوم.
ستحتوي الأرشيفات الناتجة - وكلها قابلة للبحث من قبل العامة - على معلومات أكثر بمليون مرة عما يمكن تخزينه على قرصك المدمج الذي حجمه واحد تيرابايات TB .
فتح علم جديد
طوفان من البيانات سيجعل علم الفلك علمًا أكثر تعاونًيا وانفتاحًا من أي وقت مضى. بفضل أرشيف الإنترنت ومجتمعات التعلم القوية ومبادرات التوعية الجديدة ، يمكن للمواطنين الآن المشاركة في العلوم. على سبيل المثال ، باستخدام البرنامج الكمبيوتري Einstein@Home ، يمكن لأي شخص استخدام الوقت الذي لا يُستخدم فيه جهاز كمبيوتره للمساعدة في البحث عن موجات الجاذبية من الثقوب السوداء المتصادمة.
إنه وقت مثير للعلماء أيضًا. فالفلكيون مثلي غالباً ما يدرسون الظواهر الفيزيائية على فترات زمنية قصيرة للغاية حتى بعد الحياة البشرية النموذجية التي لن يشاهدوها في الوقت الحقيقي. يمكن أن تستغرق أحداث مثل اندماج المجرة النموذجي - وهو بالضبط ما يبدو عليه - مئات الملايين من السنين. كل ما يمكننا التقاطه هو لقطة ، مثل إطار ثابت واحد من فيديو لحادث سيارة.
ومع ذلك ، هناك بعض الظواهر التي تحدث على فترات زمنية أقصر ، وتستغرق بضعة عقود أو سنوات أو حتى ثوانٍ. وهكذا اكتشف العلماء تلك الآلاف من الثقوب السوداء في الدراسة الجديدة. إنها أيضًا الطريقة التي أدركوا بها مؤخرًا أن انبعاث أشعة سينية من مركز مجرة قزمة مجاورة والذي بدأ يتلاشى منذ اكتشافه أول مرة في التسعينيات من القرن الماضي. تشير هذه الاكتشافات الجديدة إلى أنه سيتم العثور على المزيد منها في البيانات الأرشيفية الممتدة على مدى عقود.
في عملي الخاص ، أستخدمُ أرشيف هابل لعمل أفلام " النفاثات jets" ( ١)، وهي بلازما عالية السرعة تُقدف في حزم أشعة من الثقوب السوداء. لقد استخدمتُ أكثر من ٤٠٠ صورة خام ممتدة على ١٣ عامًا لإنتاج فيلم عن النفاثات في مجرة M87 القريبة. أظهر هذا الفيلم ، لأول مرة ، حركة البلازما الملتوية، مما يشير إلى أن النفاث لديها بنية حلزونية.
كان هذا النوع من العمل ممكنًا فقط لأن مراقبين آخرين ، لأغراض أخرى ، حدث لهم التقاط صور للمصدر الذي كنت مهتمًا به ، عندما كنت في روضة الأطفال. عندما تصبح الصور الفلكية أكبر ، ودقة أعلى وأكثر حساسية من أي وقت مضى ، فإن هذا النوع من الأبحاث سوف يصبح هو القاعدة.
مصادر من خارج النص :
١- http://hubblesite.org/news_release/news/2015-19
المصدر الرئيسي
https://www.google.com/amp/s/theconversation.com/amp/the-next-big-discovery-in-astronomy-scientists-probably-found-it-years-ago-but-they-dont-know-it-yet-95280
للمواضيع المترجمة السابقة يرجى زيارة المدونة على هذا العنوان؛
https://adnan-alhajji.blogspot.com/?m=1
ليست هناك تعليقات:
إرسال تعليق