Data JWST Sangat Luar Biasa Sehinggakan Mereka Yang Membinanya Persoalkan Sains Terdahulu

Ahli astronomi UC Santa Cruz Garth Illingworth, bekas Timbalan Pengarah Institut Sains Teleskop Angkasa, mempunyai kerjaya yang hebat.

Beliau berdekad-dekad berdekad untuk mengejar dan memahami galaksi yang paling jauh, dan merupakan ketua dalam pasukan yang membina Teleskop Angkasa Hubble. Dan sebelum Hubble berada di langit, dia sudah mula membangunkan Teleskop Angkasa James Webb (JWST) — ya, itu Teleskop Angkasa James Webb, teleskop yang kini sedang meniup fikiran penduduk Bumi setiap hari dengan imej alam semesta kita yang sangat cantik.

Walaupun kebanyakan kita melihat gambar-gambar JWST itu dan hanya melihat gambar, Illingworth dan rakan-rakannya melihat semua itu dan banyak lagi: data. Sepanjang beberapa bulan operasinya, Webb telah menawarkan maklumat yang meluas — penemuan yang telah mengesahkan, mengelirukan dan malah bercanggah teori sedia ada tentang kosmos. Ingin tahu tentang maksud data itu sendiri, kami bertemu dengan Illingworth untuk bercakap tentang teleskop angkasa, dunia yang jauh dan proses saintifik yang sentiasa berkembang.

Temu bual ini telah disunting dan dipekatkan untuk panjang dan jelas.

Futurisme: Kerja anda telah meluas. Bolehkah anda memberitahu kami sedikit tentang penyelidikan anda dan ke mana penyelidikan anda dibawa?

Garth Illingworth: Sudah tentu, saya akan memberikan anda rangka kerja saintifik. Saya seorang ahli astronomi, dan minat utama saya ialah galaksi awal di alam semesta. Pada asasnya, kita hidup 13.8 bilion tahun selepas Letupan Besar dalam galaksi lingkaran yang hebat dan indah, Bima Sakti. Tetapi kami terpaksa sampai ke tahap ini.

Permulaannya telah menarik minat saya untuk sekian lama, sejak saya melihat Hubble Deep Field pada tahun 1995 — imej Hubble dalam pertama bagi bahagian kosong langit, yang ternyata tidak kosong, tetapi hanya penuh dengan galaksi. . Itulah yang saya telah usahakan selama 25 tahun atau lebih. Sebenarnya, pada tahun 80-an, apabila saya mula berfikir tentang Webb, kami tidak melancarkan Hubble pun. Riccardo Giacconi, pengarah Institut Sains Teleskop Angkasa pada masa itu, berkata kepada saya: “Kamu benar-benar perlu bekerja pada teleskop besar seterusnya. Percayalah, ia akan mengambil masa yang lama.”

Kami terpaksa melakukan perkara yang agak menarik pada ketika itu. Kami terpaksa mengunjur ke hadapan, walaupun kami tidak tahu apa yang akan ditemui oleh Hubble. Kami menyedari bahawa kami harus pergi ke panjang gelombang yang lebih panjang, kami benar-benar harus pergi ke inframerah — kami merasakan terdapat begitu banyak cara yang boleh mendedahkan aspek alam semesta yang tidak akan didedahkan oleh Hubble. Ia mestilah teleskop besar untuk berfungsi dalam inframerah. Ia mesti benar-benar sejuk, yang bermaksud ia perlu jauh dari sini. Apabila kita melihat kembali lukisan-lukisan sekarang, lukisan-lukisan yang sangat ringkas ini, ia sama sekali berbeza daripada Webb, tetapi sebenarnya Webb beroperasi dan mempunyai ciri-ciri yang kita fikirkan ketika itu. Ia adalah teleskop besar, ia adalah inframerah, ia sangat sejuk, ia sangat jauh dari kami. [laughs].

Betulkan saya jika saya salah, tetapi anda dan pasukan anda menemui apa yang dipercayai sebagai galaksi paling jauh dan terawal yang belum pernah dilihat manusia, sejak kira-kira 400 juta tahun selepas Letupan Besar.

ya. Jadi, kira-kira tujuh atau lapan tahun yang lalu, menggunakan Hubble, kami menjumpai objek yang kira-kira 400 juta, 450 juta tahun selepas Big Bang. Saya fikir jika anda bertanya kepada saya 10 tahun yang lalu sama ada Hubble akan melakukannya, saya tidak akan menjawabnya. Tetapi ternyata tepat di had Hubble, kami dapat menemui galaksi awal ini, dan kami sebenarnya dapat melihatnya dengan Teleskop Angkasa Spitzer — kami boleh menunjukkan terdapat gumpalan kabur di sana. Itu berlaku sebagai enigma sebenar selama tujuh tahun. Kami tidak dapat mengetahui banyak tentangnya, tetapi ia menunjukkan perubahan yang sangat menarik dalam cara galaksi terbina pada masa awal. Jadi apabila Webb mula beroperasi, persoalan besar ialah: adakah objek ini unik? Atau adakah ramai lagi yang seperti itu?

Dalam tempoh empat hari selepas data Webb dikeluarkan pada awal hingga pertengahan Julai, kami telah pun menyerahkan kertas kerja kepada pelayan pracetak. Sebenarnya, terdapat dua kumpulan untuk melakukannya pada hari yang sama, mengatakan bahawa kami telah menemui beberapa objek lain seperti yang satu itu, dan salah satu daripadanya berada lebih jauh. Ini adalah jenis langkah yang kami harapkan bahawa Webb akan lakukan — bahawa ia akan mengembangkan ufuk kami ke masa yang lebih awal, dan ia melakukannya dengan sangat cepat dan sangat baik.

Saya fikir ia kembali kepada perkara mengenai usaha membawa Hubble ke angkasa, tetapi sudah memikirkan perkara seterusnya. Sekarang, nampaknya James Webb berlaku dengan pantas — tetapi ia adalah kerana sudah ada asas saintifik yang begitu besar.

Ya, betul-betul. Pada akhir 1990-an, selepas Hubble Deep Field keluar, matlamat mencari galaksi pertama menjadi matlamat utama Webb. Tetapi tepat pada masa itu, kami menemui exoplanet pertama. Tenaga gelap sedang dibincangkan, dan jirim gelap. Terdapat begitu banyak perkara yang Hubble temui yang kami tahu Webb akan membuat perubahan — kami terpaksa menunggu selama 23 tahun.

Pada bulan Julai, apabila imej pertama telah dibebaskan, kami mempunyai satu jam di mana kami semua berada pertama kali melihat mereka. Saya duduk di auditorium yang sama di Teleskop Angkasa di mana kami telah mengadakan mesyuarat pertama 33 tahun yang lalu. Ia agak pelik duduk di sana, melihat sekeliling pergi Tuhan, bilik ini kelihatan hampir sama seperti semasa kita mula-mula bercakap tentang Webb, dan di sini kita kini melihat imej pertama masuk. Dan ia sungguh menakjubkan.

Satu pengambilan yang menarik dari James Webb ialah beberapa data baharu nampaknya bercanggah dengan penemuan sebelumnya. Bolehkah anda memberitahu kami lebih lanjut tentang galaksi awal yang jauh lebih besar daripada yang dijangkakan sebelum ini?

Ya, sudah tentu. Jadi yang ini, yang kami beri nama GNZ11 — bukan nama yang sangat imaginatif, tetapi ahli astronomi agak membosankan apabila menamakan objek [laughs] — menunjuk kepada sesuatu yang luar biasa pada masa-masa awal ini.

Jadi dalam empat hari pertama selepas imej Webb dikeluarkan, kami menulis kertas kerja ini, dan kami menyedari bahawa GNZ11 bukanlah unik — terdapat galaksi lain yang sangat terang dan sangat bercahaya ini, yang kami tafsirkan sebagai luar biasa besarnya. Kemudian, dalam beberapa minggu, terdapat satu lagi yang lebih jauh dari masa lalu, lebih dekat dengan Big Bang, yang masih sangat besar. Itu benar-benar satu kejutan. Kita perlu bertanya kepada diri sendiri: adakah ia benar-benar besar? Atau adakah ia mempunyai bintang yang sangat luar biasa di dalamnya yang sangat terang, tetapi tidak begitu banyak jisim? Kami hanya tidak tahu pada ketika ini, tetapi Webb boleh menjawab soalan-soalan ini.

Apa yang perlu kita lakukan sekarang ialah masuk dan melihat objek tersebut dengan lebih terperinci, lihat jika kita boleh mengetahui lebih lanjut tentang perkara yang sebenarnya ada di galaksi itu. Seperti apa bintang itu, sama ada terdapat banyak bintang yang lebih kecil yang menyumbang banyak jisim. Ahli teori kini tertanya-tanya: bagaimanakah anda membina galaksi seperti ini dengan begitu cepat, dan adakah ia mempunyai lubang hitam yang telah membina dengan sangat pantas di sana juga? Adakah kita telah ditipu? Galaksi boleh menjadi agak rumit. Alam semesta boleh bermain permainan dengan anda, walaupun anda mempunyai data berkualiti Webb, tetapi tidak mencukupi.

Pada pendapat anda, apakah yang dikatakan oleh situasi seperti ini tentang proses saintifik itu sendiri?

Ini menarik, kerana saya akan mengatakan bahawa pada masa lalu terdapat proses yang sangat perlahan untuk melakukan sesuatu. Data tidak masuk sangat cepat. Kami menghabiskan banyak masa bekerja dengannya, kadangkala anda perlu kembali dan mendapatkan lebih banyak lagi. Kemudian, anda tahu, kertas itu akan keluar, dan kami akan menjadi agak muktamad. Kertas keluar, semua orang berfikir “oh, ini bagus.” Kemudian setahun kemudian, beberapa data baharu datang yang “baik, itu salah.” Anda perlu menyedari bahawa anda boleh salah pada bila-bila masa, tetapi apabila anda salah, anda belajar perkara baru.

Saya rasa saya tidak pernah berasa sangat teruk jika orang mengambil perhatian untuk melakukan sebaik yang mereka boleh pada masa itu, dan kemudian kembali dan menyemak semula perkara. Menjadi salah bukanlah salah, ia adalah sebahagian daripada proses. Dan ia mungkin tidak dapat dielakkan pada peringkat ini.

Webb telah sibuk. Adakah terdapat sasaran yang akan datang dalam senarainya yang anda amat teruja untuk melihat dan mengetahui lebih lanjut?

Ya, imej besar yang ditunjukkan pada asalnya, daripada gugusan galaksi, itu menunjukkan perkara yang saya fikir akan sangat berharga pada masa hadapan untuk mempelajari lebih lanjut tentang galaksi. Tetapi saya tidak mahu hanya menekankan galaksi yang jauh – exoplanet akan menjadi menakjubkan, dan sudah tentu kawasan pembentuk bintang seperti Carina dan Nebula Tarantula. Itu kelihatan hebat, tetapi terdapat jumlah sains yang luar biasa di dalamnya juga.

Dan saya hanya akan berkata, anda tahu, apabila saya duduk di sana menonton imej pertama, saya hanya terpesona oleh kecantikan mereka dan watak di sana, maklumat. Tetapi satu daripada perkara yang saya fikirkan selepas itu ialah: pada jam itu, saya nampak, seperti, enam set data. Saya harus katakan, itu lebih banyak data daripada yang pernah saya lihat daripada apa-apa dalam apa-apa jenis tempoh masa yang munasabah sepanjang hidup saya. Para saintis akan bekerja pada mereka sahaja untuk usia, kerana terdapat begitu banyak maklumat dalam mereka. Dan itu hanyalah pencari laluan — maksud saya, masa itu berpuluh-puluh jam, jadi kita akan mendarabkannya dengan 100, 1000 kali setiap tahun.

Salah satu perkara yang sering saya tanya ialah: mengapa ia penting? Ia banyak wang. Saya sering memikirkan perkara ini, dan saya fikir umat manusia mempunyai minat yang mendalam terhadap asal usul kita. Kami berminat dengan bagaimana kami muncul, bagaimana kehidupan muncul. Dan kemudian anda benar-benar pergi, baik, kita duduk di planet kecil ini, bagaimana planet terbentuk? Anda boleh mengambil soalan asal usul ini, dan itulah sebenarnya tentang astronomi. Webb, Hubble, perkara ini hanyalah mesin asal. Dan apa yang saya sangat suka tentang ini, dalam banyak cara, ialah kita hidup dalam persekitaran yang sangat memecahbelahkan, dan minat ini merentasi banyak bidang politik dan sebaliknya dengan indah.

Ia adalah salah satu tempat yang kita masih mempunyai beberapa minat bersama — yang saya harap kita boleh kembangkan pada masa hadapan! Webb sekurang-kurangnya harus menyumbang kepada itu.

Lagi mengenai Teleskop Angkasa James Webb: Saintis Hairan Kerana James Webb Nampak Perkara Yang Tidak Patut Ada

We want to thank the writer of this post for this awesome web content

Data JWST Sangat Luar Biasa Sehinggakan Mereka Yang Membinanya Persoalkan Sains Terdahulu


You can find our social media profiles and other pages that are related to them.https://paw6.info/related-pages/