Telescopul Spațial Hubble

Ca si alte imagini Hubble, aceasta e compusa din multiple expuneri capturate prin filtre care inregistreaza diferite lungimi de unda ale luminii. Culorile sunt adaugate in timpul procesarii.

La aproape două decenii după lansare, Telescopul Spatial Hubble transmite noi revelații despre viața și moartea stelelor, precum și despre natura universului nostru în expansiune.

Text: Timothy Ferris

Îl poți vedea uneori, dacă te afli afară la latitudini din zona temperată într-o noapte senină, în amurg sau chiar înainte de ivirea zorilor, când lumina soarelui cade pieziș, fiind reflectată de sateliții aflați la 600 km înălțime − un punct de lumină, nu mai strălucitor decât o stea medie, străbătând greoi cerul, în timp ce unduirea atmosferei Pământului (chiar deformarea deasupra careia a fost creat să se ridice) face ca traiectoria lui lină și neîntreruptă să pară poticnită, perturbată.

Ceea ce, în mare parte, descrie perioada de început a activității lui: lansat cu repetate întârzieri, apoi azvârlit pe orbită doar pentru a se dovedi miop, reparat de echipajul unei navete spațiale, apoi îmbunătățit de altele, Telescopul Spațial Hubble a devenit cel mai popular instrument științific din lume, care a fost văzut de și prin care au văzut mai mulți oameni decat oricând înainte.

Cercetătorii sunt încântati de datele trimise de el, iar frumoasele sale imagini cu grupuri de stele, nebuloase și galaxii i-au facut numele − primit după Edwin Hubble, descoperitorul expansiunii universului − aproape la fel de celebru ca Google. Este surprinzător de nimerit ca un telescop fără echipaj uman să devină un simbol al științei, pentru că instrumentele in general – și telescoapele in particular − sunt cele care au declanșat revoluția științifică.

Tindem să ne gândim la știință în termenii marilor minți care emit mari idei, însă acea paradigmă e în mare parte o reminiscență din epoca preștiințifică, în care cunoașterea era în principal căutată în cărțile filosofilor. În știință, instrumentele pot bate argumentele logice. Verdictul dezinteresat al telescopului lui Galileo a făcut mai multe decât argumentatia lui Galileo pentru a dezvălui lacunele modelului dominant al cosmosului geocentric din epoca respectivă, iar mecanica lui Newton a rezistat în mai mică măsură datorită indubitabilei sale eleganțe, și mai mult pentru că a reușit să prezică ceea ce aveau să vadă astronomii prin telescoapele lor.

Contemporanul lui Galileo Johannes Kepler a înțeles repede că observațiile directe făcute cu instrumente științifice ar putea înlătura secole întregi de discursuri inteligente, dar ignorante. Deși a fost un teoretician al matematicii, care nu a avut niciodata un telescop, Kepler a omagiat instrumentul lui Galileo într-o odă, adresându-se telescopului cu cuvintele: “Tubule, tu bun cunoscător, mai prețios ca orice sceptru!”

Hubble e telescopul lui Galileo lansat pe o orbită kepleriană și, dacă cei doi oameni de știintă de demult ar reveni astăzi la viață, cred că ar fi impresionați mai puțin de complexitatea sa tehnologică, decât de capacitatea sa de a aduce la lumină lucruri care contestă vechile idei – și de a le publica pe internet, știința fiind dintotdeauna cea care face cunostințele disponibile.

Aceasta a fost categoric atitudinea lui Lyman Spitzer, Jr., astrofizicianul și alpinistul care a propus în 1946 punerea pe orbită a unui telescop astronomic uriaș, aproape cu o jumătate de secol înainte de lansarea lui Hubble și cu mult înainte ca numeroasele inovații pe care se bazează − microprocesoare, sisteme de comunicații și de vizualizare digitală, naveta spațială – să fi existat.

Spitzer a subliniat că telescopul nu ar sluji doar la testarea și limpezirea ideilor existente, ci și la emiterea unora cu totul noi. Nu putea fi simplu să vinzi un proiect de un miliard de dolari cu promisiunea grandioasă că ne va schimba concepțiile de bază despre univers. Dar Spitzer a insistat.

În final, a trăit să vadă Hubble zburând și se afla în biroul său de la Princeton, lucrând cu date Hubble, pe 31 martie 1997, cu cateva ore înainte sa moară subit, acasă, în acea noapte, la vârsta de 82 de ani. Visul său − “Un telescop gigantic ar revoluționa astronomia și ar putea foarte bine să fie lansat in timpul vieții mele” − se îndeplinise. De asemenea, s-a îndeplinit și profeția lui că acest telescop ne putea schimba concepția despre spațiu și timp – ba chiar în moduri mult mai remarcabile decât ar fi putut să anticipeze cineva.

Înainte ca acest lucru să se întâmple, telescopul spațial i-a ajutat pe cercetători să testeze și să verifice multe dintre teoriile astronomice existente. Ei au folosit Hubble pentru a urmări șirul de impacturi − fiecare mai puternic decât toate focoasele nucleare combinate ale acestei lumi − ale dezintegrarii cometei Shoemaker-Levy 9 în atmosfera superioară a uriașei planete Jupiter, în 1994, un spectacol care i-a dezmeticit pe mulți, ducând la un consens politic asupra faptului ca NASA ar trebui să inventarieze asteroizii care ar putea într-o bună zi să lovească Pământul.

Folosind date Hubble, astronomii au produs imagini șocante, prezentând frumusețea uimitoare, unică a nebuloaselor planetare − învelișurile de gaz ejectate de stelele instabile, care se sting −, și au continuat să clarifice explicațiile astrofizicii despre felul în care evoluează stelele în ultimele etape ale coloratelor lor vieți.

Au captat imaginea discurilor protoplanetare din Nebuloasa Orion și din alte regiuni în care se formează stele, confirmând că planetele își încep viața sub forma unor discuri de praf și gaz, așa cum se formulase în teorie. Au descoperit câteva dintre cele acum mai bine de 200 de planete cunoscute care orbitează alte stele și au obținut un spectru pentru una dintre ele, primul care a prezentat compoziția atmosferică a unei planete extrasolare.

Au verificat existența găurilor negre situate în centrul galaxiilor și au identificat o legătură teoretică între astfel de găuri negre și semnalele strălucitoare numite quasari. Au confirmat că misterioasele explozii de lumină de înaltă energie, numite explozii de raze gamma, sosesc de peste tot din univers, iar o categorie de explozii rezultă din implozia stelelor masive.

Dar cea mai ciudata și mai neașteptată descoperire, una care avea într-adevăr “să ne modifice profund conceptele fundamentale de spațiu și timp” − cum prezisese Spitzer −, a venit la un an dupa moartea acestuia. Două echipe de astronomi utilizau Hubble pentru a studia supernove − stele care explodează − din galaxii existente cu mult timp în urmă și foarte depărtate.

Prada lor era o clasă aparte de supernove, a căror strălucire intrinsecă le face “lumânări standard”, capabile să ajute la stabilirea schimbării vitezei de expansiune a universului, dupa ce lumina a lăsat în urmă acea explozie indepărtată. Astronomii se așteptau să constate că viteza expansiunii a încetinit de-a lungul eonilor.

Ideea era că expansiunea cosmică trebuia să fie franată de atracția gravitațională combinată exercitată de galaxii una asupra alteia, în mare, cam ca o minge care, aruncată în aer, este încetinită de gravitația Pământului. Daca decelerația cosmică ar fi depășit o anumită valoare, universul ar fi ajuns în final să-și înceteze expansiunea și să se prăbușească, asemeni unei mingi care cade înapoi pe Pământ; dacă era mai mică, universul avea să se extindă la nesfârșit.

În schimb, astronomii au fost uimiți să constate că expansiunea cosmică nu încetinește deloc: ea se accelerează. Mai mult, aceasta accelerare neanticipată a continuat în ultimele cinci miliarde de ani. E ca și cum o minge aruncată în aer ar încetini la început, dar apoi ar prinde viteză mai mare și, pur și simplu, s-ar tot duce în sus.

Nicio forță naturală de pe Pămant nu poate face așa ceva – și nicio forță din universul cunoscut nu ar putea accelera expansiunea cosmică. Forța recent descoperită nici nu e prea subtila: acceptând fără rezerve teoria lui Einstein E = mc2 − adică ideea că energia și materia sunt două fețe ale aceleiasi monede −, oamenii de stiință calculează că noua forță înglobează 70% din toată materia și energia din univers. Fizicienii au acceptat să numeasca aceasta forță necunoscută energie întunecată.

Dar – după cum spune cosmologul Rocky Kolb, de la Universitatea din Chicago – “să numești nu înseamnă să explici” și nimeni nu știe încă exact ce este, de fapt, energia întunecată. Este posibil ca această energie întunecată să fie inerentă spațiului însuși. Fizicienii suspectau de mult că trebuie să existe o asemenea “energie a vidului”, căci câmpurile cuantice, care conțin energie, trec chiar și prin golurile îndepartate, cele mai pustii, dintre galaxii.

Totuși, când fizicienii calculează cantitatea de energie din vid, obțin rezultate absurd de mari – variind de la infinit, până la numere inimaginabile -, mai mari decât s-ar cuveni, chiar incluzând existența forței considerabile a energiei întunecate. În mod clar, ceva nu e în regulă, fie în ceea ce privește observațiile (dar încă nu a fost descoperită nicio eroare în multe studii în curs de derulare cu Hubble și alte telescoape), fie în ceea ce privește modelele de consens ale fizicii și cosmologiei, care, în pofida tuturor defectelor lor, reprezintă una dintre cele mai mari realizări ale științei moderne.

Din fericire, problemele încâlcite duc până la urmă la progrese științifice epocale. Știind acest lucru, cei mai inteligenți cercetători sunt mai atrași de întrebări iritante decât de răspunsuri confortabile. (După cum se spune, fizicianul Niels Bohr, confruntat cu o asemenea problemă, a exclamat: “Ce minunat că ne-am întâlnit cu un paradox! Acum avem ceva speranțe că vom face progrese.”)

Dar încotro ne-ar putea conduce aceasta enigmă a energiei întunecate?

Trecând în revistă întreaga panoplie a fizicii, de la quasarii făcuți vizibili de Hubble, aproape de marginea universului observabil, până la zonele subatomice sondate de acceleratoarele de particule, avem tot mai mult sentimentul că știința a detectat deocamdată numai vârful unui aisberg.

Să luam problema dimensionalității: Pe câte dimensiuni este construit universul? Newton a scăpat doar cu cele trei dimensiuni familiare ale spațiului cotidian. Einstein a sporit acuratețea lui Newton, adaugând timpul ca o a patra dimensiune: câmpurile lui gravitaționale au curbat spațiul în spatiu-timp, care are patru dimensiuni. Dar gravitația este doar unul dintre numeroasele câmpuri care − după cum notează Weinberg − umplu vidul spațiului.

Dacă încerci să scrii o teorie unificată a tuturor particulelor și a câmpurilor cunoscute, s-ar putea să te trezești lucrând în 12 sau chiar mai multe dimensiuni. Și e posibil să existe o multitudine de particule încă nedetectate, fiecare cu propriul câmp, care implică și mai multe dimensiuni. Sunt aceste dimensiuni reale sau − așa cum au ajuns filosofii să accepte modelul ptolemeic geocentric al universului − doar o modalitate comodă de a calcula?

Din ce în ce mai mult, fizicienii bănuiesc că ele sunt reale. Dacă așa stau lucrurile, universul perceput nu e decât o pâlpâire pe suprafața a ceva mult mai mare și mai complex, iar legile cunoscute ale naturii nu reprezintă o temelie solidă, ci un fel de elemente meteorologice, precum norii care se formează deasupra piscurilor de munte. Este posibil ca energia întunecată să ne permita să întrezărim muntele − sau aisbergul − aflat dedesubt.

Ca urmare, data viitoare când cineva se mai întreabă cu glas tare ce sens are să cheltuim miliarde pe Hubble și pe celelalte telescoape spațiale când “avem probleme aici, acasă”, răspunsul ar putea fi că folosirea lor ne ajută să înțelegem ce anume înseamnă acest acasă și unde se situează în peisajul mai vast, mai sălbatic.

Hubble îmbătrânește. Urmatoarea misiune spațială care îl va moderniza și îl va repara − programată pentru sfârșitul lui 2008 − ar putea fi și ultima. Din fericire, Hubble nu este singur acolo, sus. Printre tovarășii săi se numără Telescopul Spatial Spitzer, care detectează lumina infraroșie cu lungime de undă lungă, invizibilă de pe suprafața Pământului; Observatorul Chandra în raze X, care sondează partea spectrului cu lungimi de undă scurte; și micul Swift, un satelit care localizează exploziile de raze gamma de înaltă energie și de scurtă durată, trimițând instantaneu e-mailuri cu aceste informații către astronomi profesioniști și amatori din întreaga lume.

Citește și articolul Telescopul Hubble reînnoit

Niciunul nu poate să facă tot ce face Hubble, însă urmează Telescopul Spatial James Webb, realmente gigantic: programat pentru lansare în 2013, pe o orbită cu înălțimea de 1,5 milioane km, Webb va capta lumină infraroșie cu o oglindă de peste șase metri diametru, elegant apărată de soare cu o umbrelă de mărimea unui teren de tenis. Împreună cu o rețea tot mai mare de telescoape și detectoare aflate la sol, observatoarele spațiale generează fluxuri uriașe de date astronomice, într-un ritm tot mai intens.

Ele promit, după cum remarca Lyman Spitzer încă din 1946, să modifice nu numai ceea ce știm, ci și modul în care învățăm.



2 Comments

  1. Parerea mea este ca Kepler este un telescop care va revolutiona cunostintele despre alte planete,planete cere pana acum nu au fost vizibile .Pacat totusi ca nu poate descoperi planete mai mici ca a noastra,decat doat planete gigantice care sunt mai toate gazoase.
    Pentru cei care nu stiu,denumirea de Kepler vine de la Johannes Kepler,un matematician si astronom.Exista si un crater pe Luna care ii poarta numele.

Leave a Reply

Your email address will not be published.


*