Nowy teleskop, który być może pokaże nam narodziny wszechświata

Kiedy i jak nastąpił początek wszechświata? Międzynarodowa grupa astronomów postanowiła odpowiedzieć na to pytanie, patrząc wstecz za pomocą ogromnego teleskopu. Wendy Freedman kierowała pracami przygotowawczymi do powstania Gigantycznego Teleskopu Magellana, którego budowę rozpoczęto w Ameryce Południowej; podczas TEDGlobal w Rio, podzieliła się nadziejami, jakie są pokładane w możliwościach tego teleskopu.

Jako 14-latka interesowałam się nauką.

Byłam nią zafascynowana i chętna do nauki.

W liceum nauczyciel
od przedmiotów ścisłych mówił:

"Dziewczyny nie muszą tego słuchać".

Zachęcające, prawda?

(Śmiech)

Nie posłuchałam go.

Zabiorę was w Andy do Chile.

500 km na północny wschód od Santiago.

Jest tam odludnie, sucho i przepięknie.

Nic się tam nie dzieje.

Są kondory, tarantule,

a nocą, gdy się ściemnia,

ukazuje się jeden
z najciemniejszych firmamentów.

Magiczne miejsce, góry.

Przepiękna kombinacja odległych szczytów

z wyrafinowaną techniką.

Od zarania dziejów, nasi przodkowie

wpatrywali się w niebo
i zastanawiali nad naturą istnienia.

Nasze pokolenie nie jest wyjątkiem.

Problemem jest niebo

zanieczyszczone przez światła miasta.

Astronomowie muszą podróżować
w odległe szczyty górskie,

żeby obserwować i studiować kosmos.

Teleskopy są oknem do kosmosu.

Półkula południowa będzie
przyszłością astronomii w XXI wieku.

Obecnie mamy wiele teleskopów

w Andach w Chile.

Wkrótce dołączą do nich nowe
z większymi możliwościami.

Dwie międzynarodowe grupy
rozpoczną budowę ogromnych teleskopów,

wrażliwych na światło, jak nasze oczy.

Będzie teleskop obserwujący,

który co kilka nocy przeskanuje niebo.

Będą radioteleskopy

wykorzystujące radiowe fale długie.

Będą również teleskopy w kosmosie.

Następca Teleskopu Hubble'a,

Teleskop Jamesa Webba,

zostanie wysłany w 2018 roku.

Satelita TESS,

który odkryje planety
spoza Układu Słonecznego.

Przez ostatnie 10 lat prowadziłam grupę,

konsorcjum budujące teleskop,

który po ukończeniu będzie największym

istniejącym teleskopem optycznym.

Nazywa się on Gigantycznym
Teleskopem Magellana, w skrócie GMT.

Każde ze zwierciadeł teleskopu
będzie miało średnicę 8,4 metra.

Prawie 27 stóp.

Od tej sceny sięgałoby do czwartego rzędu.

Każde z siedmiu luster

będzie miało 8,4 metra średnicy.

Wszystkie razem
utworzą średnicę 24 metrów.

Wielkość tego audytorium.

Teleskop będzie wysoki na około 43 metry.

Będąc w Rio zapewne
widzieliście pomnik Chrystusa.

W przybliżeniu to ta sama wysokość.

Pomnik jest trochę mniejszy.

Teleskop rozmiarem będzie
zbliżony do Statui Wolności.

Będzie umieszczony
w obudowie wysokiej na 22 piętra,

czyli o wysokości 60 metrów.

Ten nietypowy budynek
ochraniający teleskop

będzie miał rozsuwane okna.

Umożliwi to nakierowanie
teleskopu i obserwację nieba.

Będzie umieszczony
na ruchomej podstawie.

2000 ton obrotowego budynku.

Gigantyczny Teleskop Magellana
będzie miał rozdzielczość

10 razy lepszą niż Teleskop Hubble'a.

Będzie 20 milionów razy
wrażliwszy niż ludzkie oko.

Możliwe, że odkryje życie

na jednej z planet pozasłonecznych.

Umożliwi nam obserwację pierwszego
światła wyemitowanego we wszechświecie.

Narodziny kosmosu.

Ten teleskop pozwoli nam
spojrzeć w przeszłość,

uchwycić moment
formowania się galaktyk,

pierwsze czarne dziury
i pierwsze galaktyki.

Od tysięcy lat badamy kosmos,

zastanawiając się nad naszym
miejscem we wszechświecie.

Starożytni Grecy wierzyli,

że Ziemia jest w jego centrum.

500 lat temu Kopernik
usunął stamtąd Ziemię

i umieścił Słońce.

Przez stulecia,

odkąd Galileusz, włoski naukowiec,

nakierował swoją lunetę w stronę nieba

i za każdym razem,
gdy zbudowano większy teleskop,

uczyliśmy się
czegoś nowego o wszechświecie.

Dokonywaliśmy odkryć.

W XX wieku dowiedzieliśmy się,
że wszechświat się rozszerza,

a Układ Słoneczny nie jest
w centrum tego rozrostu.

Wiemy, że wszechświat jest zbudowany
z około 100 miliardów galaktyk,

które możemy zobaczyć.

Każda z tych galaktyk
zawiera setki miliardów gwiazd.

To najgłębsze zdjęcie wszechświata

wykonane przez Teleskop Hubble'a.

Nakierowano go na część nieba,
którą uważano za pustą,

przed wysłaniem Hubble'a.

Wyobraźcie sobie maleńki obszar,

jedna pięćdziesiąta rozmiaru Księżyca.

Wyobraźcie sobie Księżyc w pełni.

To zdjęcie zawiera 10 000 galaktyk.

Słaba widoczność albo mały rozmiar
wynikają z ich odległości.

Znajdują się one nieprawdopodobnie daleko.

Każda z tych galaktyk może zawierać

od kilku do kilkuset miliardów gwiazd.

Teleskopy są jak wehikuły czasu.

Bardziej odległe zdjęcia
pokazują nam bardziej odległy czas.

Są jak kubły światła.
Zbierają światło.

Im większy jest ten kubeł
tym większe jego zwierciadła,

i tym więcej możemy zobaczyć,
spojrzeć dalej w przeszłość.

W ostatnim stuleciu zaobserwowaliśmy

egzotyczne obiekty,
które nazywamy czarnymi dziurami.

Wiemy, że istnieje
ciemna materia i ciemna energia,

której nie możemy zobaczyć.

To aktualne zdjęcie ciemnej materii.

(Śmiech)

Widzę, że łapiecie. Nie wszyscy to łapią.

(Śmiech)

Ciemna materia istnieje,
mimo że jej nie widać,

obserwujemy jej zachowanie
w polu grawitacyjnym.

Spoglądając dalej widzimy
nieskończoność galaktyk

w rozszerzającym się wszechświecie.

Zajmuję się pomiarem prędkości
rozszerzania się wszechświata.

Jeden z moich projektów,
rozpoczęty w latach 90.

posłużył się Teleskopem Hubble'a,
żeby dokonać tych obliczeń.

Możemy patrzeć wstecz 14 miliardów lat.

Dowiedzieliśmy się,
że gwiazdy mają swoją historię.

Rodzą się, przechodzą przez wiek średni,

a niektóre z nich
mają dramatyczny koniec.

Pył i gaz z tych gwiazd jest materiałem,
z którego powstają nowe gwiazdy.

Wiele z nich posiada
wirujące wokół nich planety.

Jednym z zaskakujących
odkryć ostatnich 20 lat

były planety
okrążające inne gwiazdy.

Nazywamy je egzoplanetami.

Do 1995 roku nikt nie miał pojęcia
o planetach znajdujących się

w innych układach słonecznych.

Wiemy o prawie 2000 egzoplanetach.

Możemy je zobaczyć i zmierzyć.

500 z nich to systemy z wieloma planetami.

4000 to obiekty kandydujące
na miano planety i liczba ta nadal rośnie.

Są one niezwykle zróżnicowane.

Niektóre są jak Jowisz, inne są gorące.

Są planety pokryte lodem
i planety pokryte wodą.

Niektóre są skaliste, jak Ziemia,
nazywamy je superziemiami.

Istnieją też spekulacje
o istnieniu diamentowych planet.

Przynajmniej na jednej planecie
znajduje się życie - to Ziemia.

Są planety które krążą wokół dwóch gwiazd.

To nie jest już tylko
domeną science fiction.

Życie istnieje na naszej planecie.

Osiągnęło tu wyższy poziom.
Czas zapytać o nasze pochodzenie.

Biorąc pod uwagę
niewiarygodną liczbę odkryć,

jest możliwe, że istnieją miliony
a nawet setki milionów planet,

wystarczająco blisko gwiazdy,

którą okrążają,

żeby posiadać wodę, a może nawet życie.

Zachwycamy się tymi szansami.

Zwłaszcza, że w ciągu następnych 10 lat,

GMT będzie zdolny do analizy
widm atmosfery tych planet

i ustalenia, czy jest tam możliwe życie.

Czym jest GMT?

To projekt międzynarodowy.

Członkowie to: Australia, Korea Południowa
z radością dodam, będąc w Rio,

że naszym nowy partnerem jest Brazylia.

(Brawa)

Obejmuje też kilka instytucji
ze Stanów Zjednoczonych,

takich jak Uniwersytet Harvarda

Instytuty Smithsona i Carnegie,

Uniwersytety Arizony, Chicago,
Teksasu-Austin i Teksasu A&M.

Członkiem jest też Chile.

Interesujący jest proces
tworzenia zwierciadeł teleskopu.

Tłuczone szkło wytapia się
w piecu obrotowym,

który znajduje się pod
stadionem futbolowym

Uniwersytetu Arizony.

Schowany pod 52 000 miejsc.

Nikt o tym nie wie.

Jest tam obracający się kocioł.

Odlewane zwierciadła stygną powoli,

a potem są szlifowane
z niezwykła precyzją.

Żeby zrozumieć skalę precyzji,

wyobraźcie sobie nierówność
na ośmio metrowym zwierciadle,

rzędu jednej milionowej centymetra?

Możecie to sobie wyobrazić?

Auć!

(Śmiech)

To jedna pięciotysięczna grubości włosa

na 8 metrowej powierzchni.

Spektakularne osiągnięcie.

Taka dokładność pozwala nam
na niezwykłą precyzję.

Co to oznacza dla nas?

Gdybyśmy użyli GMT,

żeby zobaczyć monetę,
którą mam w kieszeni.

Patrząc na reszkę,

widzę napis i widzę twarz.

Przypuszczam, że nawet pierwszy rząd
nie może tego zobaczyć.

Gdybyśmy włączyli
Gigantyczny Teleskop Magellana,

użyli jego 24-metrowej powierzchni

i nakierowali na odległość ponad 320 km,

a ja stałabym w Sao Paulo,
moglibyśmy zobaczyć tę monetę.

Takie możliwości daje nam
wysoka rozdzielczość i moc tego teleskopu.

(Brawa)

Gdyby astronauta na Księżycu,
oddalony o ćwierć miliona kilometrów,

zapalił świeczkę.

Dzięki GMT moglibyśmy
zobaczyć tę świeczkę.

Nadzwyczajne.

To jest symulacja skupiska
gwiazd w pobliskiej galaktyce.

"Pobliska" w astronomii
jest pojęciem względnym.

Jest oddalona
o dziesiątki milionów lat świetlnych.

Popatrzcie na cztery jasne obiekty.

Teraz porównamy je
z kamerą Teleskopu Hubble'a

Widać więcej detali,
gwiazdy są lepiej widoczne.

Na końcu zdjęcie, jakie wykonałby GMT.

Patrzcie na te jasne punkty.

To jest zdjęcie z najlepszego
obecnie teleskopu ziemskiego.

To będzie możliwe dzięki GMT.

Niezwykła precyzja.

Jak postępują prace?

W Chile wyrównano szczyt,
na którym rozpocznie się budowa.

Wysadzono go w powietrze.

Przetestowano i wypolerowano
pierwsze zwierciadło.

Odlano drugie i trzecie.

Trwają przygotowania do odlania czwartego.

W tym roku mieliśmy serię kontroli

dokonanych przez międzynarodowy panel.

Otrzymaliśmy pozwolenie na konstrukcje.

Planujemy rozpocząć budowę
z pierwszymi czterema zwierciadłami.

Chcemy jak najszybciej rozpocząć badania.

Astronomowie używają powiedzenia
"pierwsze światło" w 2021 roku.

Wszystkie prace powinny być
zakończone w połowie następnej dekady.

Z wszystkimi siedmioma zwierciadłami.

Jesteśmy gotowi spojrzeć w przeszłość.

Na narodziny kosmosu.

Będziemy mogli badać odległe planety
z niezwykłą dokładnością.

Dla mnie najbardziej ekscytującą
możliwością, związaną z budową GMT,

jest szansa na odkrycie czegoś nowego.

Niewyobrażalnego w tym momencie,

czegoś zupełnie nieznanego.

Mam też nadzieję,
że budowa tego obiektu,

zainspiruje młodych ludzi,
żeby sięgnąć do gwiazd.

Dziękuję bardzo.

Obrigado

(Brawa)

Bruno Giussani: Dziękuję Wendy.

Zostań ze mną. Mam pytanie.

Wspomniałaś o innych obiektach.

Teleskop Magellana jest w budowie,
a co z ALMA i innymi w Chile

i w innych miejscach, w tym na Hawajach.

Czy chodzi tu o kooperacje
i komplementarność czy o rywalizację?

Istnieje rywalizacja o fundusze,

a co z nauką?

Wendy Freedman: W nauce działają one
na zasadzie komplementarności.

Teleskopy w przestrzeni i na Ziemi.

Pracujące na różnych widmach

albo nawet podobne,
ale używające innych instrumentów.

Wszystkie sprawdzają różne opcje
odpowiedzi na to samo pytanie.

Kiedy odkryjemy inne planety,
będziemy mogli użyć ich obserwacji,

dokonać pomiaru atmosfer.

Będziemy spoglądać w niebo,
używając wysokiej rozdzielczości.

Są komplementarne.

Masz rację z funduszami,
rywalizujemy o nie.

W nauce uzupełniamy się.

BG: Wendy, dziękuję za udział w TEDGlobal.

WF: Dziękuję.

(Brawa)