Buzz
Chỉ sau bảy tháng, một đội ngũ lớn các nhà khoa học làm việc với Công cụ Phổ học Năng lượng Tối đã vẽ bản đồ một khu vực lớn hơn của vũ trụ so với tất cả các khảo sát 3D khác cộng lại. Và vì họ chỉ mới hoàn thành 10% trong năm nhiệm kỳ năm của mình, còn nhiều điều thú vị phía trước.
DESI, được phát âm giống như tên của Desi Arnaz, đã tiết lộ một mạng lưới thiên hà tuyệt vời với hơn 7,5 triệu thiên hà, và nó sẽ quét đến 40 triệu. Công cụ này được Tổng cục Năng lượng Hoa Kỳ tài trợ và được lắp đặt tại Kính thiên văn Nicholas U. Mayall 4 mét ở Đài thiên văn quốc gia Kitt Peak gần Tucson, Arizona. Nó đo độ chính xác của khoảng cách từ trái đất đến thiên hà và ánh sáng phát ra của chúng ở một loạt các bước sóng, đồng thời đạt được cả số lượng và chất lượng. Cuối cùng, nó sẽ bao phủ khoảng 14,000 độ vuông, khoảng một phần ba của bầu trời. Khoa học thu được từ việc phân tích dữ liệu sẽ giúp đặc biệt các nhà thiên văn học khi họ điều tra cách vũ trụ đang mở rộng.
“Thật sự là một cuộc phiêu lưu tuyệt vời. Chúng tôi đã có thể tiếp tục mặc dù đại dịch. Chúng tôi đã phải đóng cửa trong vài tháng và sau đó chúng tôi đã thích nghi,” nói Julien Guy, nhà khoa học dự án DESI tại Viện Quốc gia Lawrence Berkeley, tổ chức dẫn đầu của cuộc hợp tác. Bây giờ, quan sát và xử lý dữ liệu chủ yếu được tự động hóa; mỗi buổi sáng, các nhà khoa học nhận được dữ liệu về nhiều như 100,000 thiên hà được thu thập qua đêm, anh nói.
“Điều đáng kinh ngạc là công cụ này hoạt động tốt đến mức nào và đã được thiết kế để đi ra và đo khoảng cách đến những thiên hà này một cách hiệu quả đến mức mà chỉ cách đây hai thập kỷ đã làm cho bất kỳ người ta cảm thấy khó tin,” nói Jason Rhodes, một nhà nghiên cứu tại Viện Động lực Học Chuyển động không gian ở Pasadena đang làm việc trên kính thiên văn để vẽ bản đồ các thiên hà trong vũ trụ sớm.
Thực tế, DESI bao gồm một số thiết bị được lắp đặt trong mái vòm 14 tầng của kính thiên văn. Mặt phẳng tiêu cự tròn được đặt gần phía trên, và nó được tạo thành từ 10 cánh hoa hình lược, mỗi cánh với 500 con robot nhỏ. Chúng là những gì cho phép bản đồ thiên hà của công cụ này: Những động cơ robot nhỏ với kích thước bút chì này đặt các sợi quang học cần phải được đặt chính xác trong khoảng 10 micromet – ít hơn độ dày của một sợi tóc người. Điều đó cho phép công cụ thu thập dữ liệu chính xác về 5,000 thiên hà cùng một lúc. Sau đó, kính thiên văn quay sang một khu vực khác của bầu trời đêm và bắt đầu công việc trên 5,000 thiên hà tiếp theo. Ngược lại, ở một trong những đời tiền nhiệm của DESI, Khảo sát Thiên văn Sloan Digital, có trụ sở tại một kính thiên văn ở miền nam New Mexico, các nhà khoa học đã phải khoan thủ công các lỗ vào một đĩa nhôm tròn tại tiêu cự của kính để đo lường từng bộ dữ liệu, và họ cắm vào sợi nhỏ cho từng thiên hà họ muốn quan sát.
Dưới cùng của kính thiên văn là các máy phổ của DESI, giải mã ánh sáng từ mỗi thiên hà thành toàn bộ phổ màu sắc của nó, giống như một cầu vồng. Điều này cho phép họ đo lường “dịch chuyển đỏ” của một thiên hà, cho biết chính xác khoảng cách từ nó đến trái đất. (Ánh sáng từ các đối tượng đang di chuyển khỏi Trái đất khi vũ trụ mở rộng trở nên đỏ hơn đối với chúng ta do bước sóng dài hơn.)
Với dữ liệu mà Guy và đội của anh đã có sẵn, họ có thể nhìn thấy cấu trúc phức tạp giống như mạng lưới của các thiên hà, mà họ đang khám phá ra xa hơn 10 tỷ năm ánh sáng - có nghĩa là họ đang thu lại ánh sáng phát ra khi vũ trụ mới chỉ chiếm khoảng một nửa tuổi tại thời điểm hiện tại. Khi bạn nhìn lên bầu trời vào một đêm trong lành, bạn chỉ có thể nhận biết phạm vi đầy đủ của Dải Ngân Hà bằng cách quét toàn bộ bầu trời, không chỉ nhìn thấy một vài ngôi sao. Tương tự, DESI khám phá những cấu trúc vũ trụ to lớn này chỉ bằng cách liệt kê theo cách có hệ thống số lượng lớn các thiên hà trên một khu vực rộng của bầu trời.
“Dự án này có một mục tiêu khoa học cụ thể: đo đạc rất chính xác sự mở rộng gia tốc của vũ trụ,” Guy nói. Anh ấy đề cập đến “năng lượng tối,” cái gì đó đồng thời bí ẩn và phổ biến, được cho là chiếm khoảng 70% của vũ trụ và làm cho nó mở rộng nhanh hơn và nhanh hơn. Guy và đồng nghiệp hy vọng có thể làm sáng tỏ điều gì là năng lượng tối thực sự. Cuộc khảo sát của họ cũng có thể giải quyết cuối cùng vấn đề về thiên văn học đang nổi lên: Các nhà khoa học đo tốc độ mở rộng ở vũ trụ gần khu vực chúng ta - khi nó gần như đến tuổi hiện tại - và những người đo tốc độ mở rộng của vũ trụ khi nó còn nhỏ bé lại nhận được các câu trả lời khác nhau. Không ai biết cách giải thích sự không nhất quán kiên trì này, nhưng nếu DESI chỉ ra rằng năng lượng tối có cách tiến hóa nào đó, điều đó có thể giải quyết vấn đề.
Guy và đội của anh lên kế hoạch phát hành dữ liệu DESI đầu tiên của họ vào năm 2023. Đợt đổ dữ liệu lớn đó sẽ cho phép nhiều nhà khoa học thử nghiệm nghiên cứu hàng triệu thiên hà, đồng thời phát triển các công cụ thống kê và máy học mới. “Tôi tò mò về những gì bạn có thể làm với trí tuệ nhân tạo hoặc học sâu với một lượng lớn dữ liệu như vậy. Bạn có thể tìm thấy điều gì đó bất thường và không mong đợi. Đó là điều tôi hào hứng,” nói Shirley Ho, một nhà thiên văn học tại Viện Flatiron ở New York City và là một nghiên cứu viên trước đây của Khảo sát Thiên văn Sloan Digital.
Trong vài năm tới, DESI sẽ không phải là bản đồ thiên hà quang lớn duy nhất trong thành phố. Bắt đầu từ năm sau, Đài quan sát Vera Rubin được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia, được xây dựng trên một núi khô ở miền bắc Chile, sẽ liệt kê hàng tỷ thiên hà, nhưng với độ chính xác thấp hơn. Những nhà thiên văn học cũng đang chuẩn bị cho tàu vũ trụ Euclid của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, với kế hoạch phóng vào năm 2023, và Kính thiên văn không gian Nancy Grace Roman của NASA, dự kiến phóng vào năm 2027. Cả hai đều mang theo các công cụ để đo khoảng cách và phổ của thiên hà, và chúng sẽ đặt chúng ra ngoài những gì DESI có thể nhìn thấy, ở những phần sâu hơn của vũ trụ, hình thành khi nó chỉ mới một vài tỷ năm tuổi - một đứa trẻ, theo quan điểm thiên văn học. “Cả Euclid và Roman đều đặt niềm tin vào DESI để có được vũ trụ gần đây. Chúng sẽ xây dựng trên những gì DESI đang làm theo một cách thú vị,” Rhodes nói.
Đối với Ho, DESI và những bản đồ vũ trụ khổng lồ khác là một lời nhắc nhở về việc nhân loại nhỏ bé như thế nào trong vũ trụ. “Việc chúng ta có thể nhìn vào nhiều thiên hà như vậy là một thành tựu. Nhưng mỗi một trong những thiên hà đó có một tỷ ngôi sao, và mỗi một ngôi sao đó có thể có một hệ thống giống như chúng ta,” cô nói. “Tôi nghĩ đó là một trải nghiệm khiêm tốn khi nhận ra chúng ta thực sự là không đáng kể.”
Cập nhật 01/13/2022 1:00 PM ET: Câu chuyện này đã được cập nhật với diện tích chính xác của bầu trời mà DESI sẽ quét khi hoàn thành.
Những điều tuyệt vời khác từ Mytour
- 📩 Thông tin mới nhất về công nghệ, khoa học và nhiều hơn nữa: Nhận bản tin của chúng tôi!
- Hành trình để giam giữ CO2 trong đá—và đánh bại biến đổi khí hậu
- Việc bị lạnh có thể thực sự tốt cho bạn?
- Xe máy tự lái của John Deere gây tranh cãi về trí tuệ nhân tạo
- 18 mẫu xe điện xuất sắc nhất sắp ra mắt trong năm nay
- 6 cách để xóa bản thân khỏi internet
- 👁️ Khám phá trí tuệ nhân tạo như chưa bao giờ làm trước đây với cơ sở dữ liệu mới của chúng tôi
- 🏃🏽♀️ Muốn có những công cụ tốt nhất để trở nên khỏe mạnh? Hãy kiểm tra lựa chọn của đội Gear chúng tôi cho các thiết bị theo dõi sức khỏe xuất sắc nhất, đồ chạy bộ (bao gồm giày dép và tất), và tai nghe tốt nhất
