شیلی؛ قطب نجوم و دارنده صافترین آسمان دنیا
در سال ۲۰۰۰، اینگو الکوت پشت میز خود در شهر مالاروو (شهری با جمعیت کمتر از ۱۸ هزار نفر که در پایین کوههای اندس آرژانتین قرار دارد) نشسته بود و به یک سخنرانی غیررسمی با موضوع ذراتی که از فضا به زمین میرسند، گوش میکرد. این موقعیت، چندان برای الکوت که خود یک دانشمند است، جالب توجه نبود چرا که محل برگزاری این سخنرانی، بهجای دانشگاه، رستوران بود و سخنران نیز بهجای دانشمند، پیشخدمت بود. پیشخدمت رستوران، تنها بهواسطهی جایی که در آن زندگی میکند و مردمی که به محل زندگی او سفر میکنند، کمی اخترفیزیک آموخته بود.
شهر مالاروو، شرایط جوی و محیطی خاصی دارد و افرادی مانند الکوت، برای نصب تعدادی آشکارساز به این شهر جذب شدهاند. این آشکارسازها برای جمع آوری سیگنالهای مربوط به ذرات فضایی که بیشتر بهنام پرتوهای کیهانی شناخته میشوند، طراحی شدهاند.
افرادی که آن روز در رستوران حضور داشتند، تنها کسانی نیستند که برای یافتن مکانی برای نصب آشکارسازهای خود و فهم بهتر آنسوی اتمسفر زمین به آمریکای لاتین سفر کردهاند. هجوم دانشمندان سراسر جهان به این منطقه، تاثیراتی بر علم، فناوری، فرهنگ و مردم آمریکای لاتین، از جمله کارگر رستوران داشته است. این داستان، خصوصا در مورد شهر مالاروو، محل تأسیس رصدخانهی پرتوهای کیهانی پایر اوجر و در سراسر کشور شیلی، کشوری که بیشترین تعداد رصدخانههای جهان را در اختیار دارد، درست است.
آرایهی VLT، توسط رصدخانهی جنوبی اروپا (ESO)، در صحرای آتاکاما، واقع در شمال شیلی ساخته شده است. این آرایه شامل ۴ تلسکوپ، هرکدام به قطر ۸.۲ متر است.
قطب نجوم
صحرای آتاکاما که در شمال شیلی واقع شده است، بهراحتی میتواند با سطحی از جهان دیگری اشتباه گرفته شود. این صحرا بهدلیل بارشهای بسیار کم و پراکنده، یکی از خشکترین مناطق زمین بهشمار میآید و به اندازهی سطح مریخ، خشک و بیحاصل است.
صحرای آتاکاما از کنارهی ساحل در غرب تا صدها مایل آنطرفتر یعنی تا کوههای اندس در شرق ادامه دارد. محل قرارگیری صحرای آتاکاما بهگونهای است که در بیشتر از ۹۰ درصد شبهای سال، آسمانی کاملا صاف و بدون بخار آب اتمسفری دارد.
ازکول تریستر، منجم دانشگاه کاتولیک پاپ شیلی، گفت:
زمانیکه همهی شرایط محیطی صحرای آتاکاما را درکنار یکدیگر قرار دهید، متوجه میشوید که چرا این صحرا مناسبترین مکان دنیا برای نصب تلسکوپها است.
در حال حاضر، صحرای آتاکاما و کوههای اندس شیلی، بیشتر از نیمی از رصدخانههای جهان را در خود جا دادهاند. بهمحض آنکه ابزارهایی مانند تلسکوپ پیمایشی سینوپتیکی بزرگ (LSST)، تلسکوپ بسیار بزرگ اروپایی (E-ELT) و تلسکوپ بزرگ ماژلانی (GMT) کامل شوند، تقریبا ۷۰ درصد منابع نجومی جهان در شیلی قرار خواهد گرفت.
در حال حاضر، صحرای آتاکاما و کوههای اندس شیلی، بیشتر از نیمی از رصدخانههای جهان را در خود جا دادهاند
بیش از یک قرن است که آسمان شب بیعیب و نقص شیلی، توجه جامعهی علمی بینالمللی را به خود جلب کرده است. از دههی ۱۸۰۰، ستارهشناسان ایالات متحده آمریکا و اروپا، نیرو و تأسیسات خود را به دشتهای آمریکای جنوبی اعزام کردند و به کمک آنها، رصدخانههای نجومی بسیار کارآمدی در این منطقه تأسیس شده است.
در دههی ۱۹۶۰، دانشگاه شیلی و مؤسسهی ملی علوم آمریکا (NSF)، با همکاری انجمن دانشگاههای فعال در زمینهی پژوهشهای نجومی (AURA)، رصدخانهی بین آمریکایی سیرو تولولو (CTIO) را تأسیس کردند. این مجموعهی پیچیده، شامل تلسکوپهای نجومی و دیگر ابزار و وسایل، در کوههای حاشیهی جنوبی آتاکاما ساخته شده است و اولین رصدخانهی بینالمللی بزرگ شیلی محسوب میشود. مدت کوتاهی پس از تأسیس این رصدخانه، رصدخانهی فضایی اروپایی (ESO)، برای ساخت رصدخانهی لا سیلا اقدام کرد. این رصدخانه، یکی از چندین مرکز کنونی این ناحیه از آتاکاما است.
ساخت انبوه رصدخانهها در این ناحیه، حدود شش دهه پیش آغاز شده است و تا به حال نیز ادامه دارد. تریستر گفت:
نمودار پیشرفت نجوم در شیلی، در چند دههی اخیر، نمایی بوده است. ما با مؤسسههایی در سراسر جهان، بهویژه مؤسسههایی در آمریکا، آسیا و اروپا در ارتباط هستیم.
کارهایی که در رصدخانههای شیلی انجام شدهاند، پیشرفتهای مهمی نیز بههمراه داشتهاند. از جمله این پیشرفتها میتوان به کشف ۱۹۹۸ اشاره کرد. این کشف نشان داد که جهان با شتاب تندشونده در حال انبساط است و همین کشف، زمینه را برای پژوهشهای ماده تاریک فراهم کرد. بهدنبال این پژوهشها نیز اخیرا اولین تصویر از یک سیاهچاله بهدست آمد.
تریستر گفت:
بهسختی میتوانم در مورد دستاورد نجومی خاصی در ۲۰ یا ۳۰ سال گذشته فکر کنم که رصدخانههای شیلی در آن نقشی نداشته باشند.
در این مسیر، برنامههای دانشگاهی مرتبط با نجوم و تعداد ستارهشناسان حرفهای در شیلی زیاد شده است. مونیکا روبیو، منجم و رئیس انجمن نجوم شیلی (SOCHIAS) یادآوری کرد، زمانیکه در دههی ۱۹۸۰ برای دکتری در آمریکای شمالی نام نویسی کرده بود، هیچ برنامهی نجومی برای PHD در شیلی وجود نداشت و او باید برای گرفتن مدرک دکتری به فرانسه میرفت.
امروزه، شرایط تغییر کرده است. در چند دههی اخیر، مؤسسات بیشتری میتوانند با استفاده از فاندی که توسط دولت شیلی و رصدخانههای بینالمللی در حال کار در منطقه تأمین میشود، دانشجویان ارشد و دکتری برای برنامههای نجومی به منطقه بفرستند. روبیو گفت:
ما در سال ۲۰۰۰، تنها سه دانشگاه در زمینهی نجوم داشتهایم و امروزه، این تعداد به ۱۵ رسیده است. علاوه بر این، بیشتر از ۲۰۰ منجم و صدها دانشجو دراینزمینه داریم. این افزایش تعداد، واقعا حیرتانگیز است.
برای استفادهی بهتر دانشجویان از امکانات رصدی، توافقنامهای میان رصدخانهها امضا شده است. باتوجه به این توافقنامه، ۱۰ درصد زمان رصد به افراد آکادمیک منطقه اختصاص داده میشود. این توافق، سطح علم در منطقه را بالا برده است.
ریچاردو فینگر، مهندس آزمایشگاه امواج میلیمتری دانشگاه شیلی، گفت:
از زمان رصدی که به ما داده شد استفادهی بسیار بردیم. نجوم با سرعت بسیار خوبی پیشرفت کرده است و هماکنون به یکی از علوم مهم در شیلی تبدیل شده است.
آرایهی بزرگ گیرندهی امواجی با طول موج میلیمتری و کمتر از میلیمتر آلما، که در صحرای آتاکاما قرار دارد.
انتقال فناوری
گروهی از ستارهشناسان، مهندسان و تکنسینها، برای پیشرفت تکنولوژی نجومی در آزمایشگاه امواج میلیمتری، مشغول کار هستند. کار این گروه شامل ساخت گیرندههای رادیوتلسکوپ و طراحی الگوریتمهایی برای پردازش دادهها است.
در سالهای اخیر، آزمایشگاه امواج میلیمتری در جستوجوی راههایی برای گسترش تکنولوژیهای مورد استفاده صنعت شیلی بوده است. در یکی از دستگاههایی که توسط تیم این آزمایشگاه طراحی و ساخته شده است، از روش آرایهی فاز (روشی که دانشمندان در کار با رادیوتلسکوپها به آن دست یافتهاند)، برای آشکارسازی سیگنالهای تلفن همراه استفاده میشود. کار این دستگاه با تهیهی نقشهای از تابشهای الکترومغناطیسی محیط اطراف شروع میشود. روش کار این دستگاه درست مانند دوربینهای حرارتی است که از محیط اطراف خود، نقشهی حرارتی تهیه میکنند.
فینگر توضیح داد:
ایدهای که در روش کار دستگاه بهکار گرفته شده است، به این صورت است که اگر این دوربین را در اختیار داشته باشید، میتوانید منطقهای را مشاهده کنید و تلفنهای همراه در حال انتقال اطلاعات را حتی در صورتی که مخفی هستند، مشاهده کنید. از این روش میتوان برای هدفهای مختلفی مانند جستوجو و نجات، بهخوصوص در شیلی استفاده کرد. چرا که شیلی کشور بسیار زلزلهخیزی است.
از کارهای دیگر آزمایشگاه امواج میلیمتری، طراحی دستگاهی است که میتواند دما و رطوبت خاک را اندازهگیری کند و دادههای مربوط به آن را به کیلومترها دورتر بفرستد. فینگر توضیح داد:
از این ابزار، بیشتر بهعنوان یک وسیله برای کمک به حفاری استفاده میشود. در این فرایند که در اصطلاح به آن تصفیهی خاک گفته میشود، از آب یا اسید بهعنوان حلال انبوه سنگها استفاده میشود و عناصری مانند مس از آنها استخراج میشوند. اگر خاک منطقه حاوی میزان زیادی آب باشد، ترکیبی از اسید و آب را در اطراف منطقه میپاشند. از طرف دیگر، اگر میزان آب موجود در خاک منطقه بسیار کم باشد، فرایند استخراج، بازده خوبی نخواهد داشت.
فینگر گفت:
شرکتهای زیادی قصد ارائه کردن این سازه را داشتند. پس از چند سال رقابت و آزمون و خطا، این اولین مورد موفقی است که تا به حال داشتهایم.
تیم پژوهشی این آزمایشگاه، چند دستگاه کاربردی دیگر نیز ساختهاند. آنها بهدنبال راههای دیگری برای انتقال تکنولوژی خود به خارج از رصدخانه هستند. فینگر گفت:
قطعا ایدههای جدیدی در راه هستند.
افزایش تعداد رصدخانهها و بهدنبال آن، افزایش میزان دادههای تولید شده نیز به شیلی در گسترش ابزارهایی برای کار با دادههای زیاد و اطلاعات نجومی کمک کرده است.
بهزودی در دههی ۲۰۲۰، تلسکوپ LSST که بزرگترین دوربین جهان روی آن نصب شده است تکمیل میشود. با کامل شدن این تلسکوپ، تکنولوژیهای ساخت ابزار و کار با دادههای بزرگ نیز پیشرفت خواهند داشت. تلسکوپ عظیم ساخته شده توسط NSF، برای تهیهی نقشهی عمیق و با جزئیات از جهان، هر شب، ۳۰ ترابایت داده جمعآوری خواهد کرد.
تلسکوپ LSST در حال ساخت است و پس از اتمام ساخت قرار است هر چند شب، از کل آسمان عکس تهیه کند.
روبیو گفت:
حجم دادهای که LSST جمعآوری میکند، بیسابقه است. فایدهی پیشرفت تکنولوژی کار با دادههای بسیار بزرگ این است که ابزارهایی که در این راه برای کار با این دادهها ساخته میشوند، میتوانند در زمینههای دیگری مانند پزشکی، خرید و فروش و اقتصاد بهسادگی اعمال شوند.
اخیرا دولت شیلی، مؤسسهای بهنام رصدخانهی داده را راهاندازی کرده است. این رصدخانه، آغازگر جمعآوری و تحلیل دادههای بسیار بزرگ در کشور است. برنامهای که دولت برای این رصدخانه دارد، استفاده از دادههای نجومی، بهعنوان اولین پروژهی این رصدخانه است. این کار قرار است با همکاری خدمات آمازون وب و دانشگاه آدولف لبنز انجام شود.
رصدخانه بی همتا در آرژانتین
در سال ۱۹۹۲، جیم کورنین، برندهی جایزهی نوبل و پروفسور دانشگاه شیکاگو و آلن واتسون، پروفسور دانشگاه لیدز انگلستان، تصمیم به ساخت رصدخانهای گرفتند که در آن بتوان پرتوهای کیهانی بسیار پر انرژی برخورد کننده به زمین را بررسی کرد.
پرتوهای کیهانی شامل ذرات بسیار پر انرژی و کمیاب هستند که آشکارسازی آنها بسیار مشکل است. بنابراین، دانشمندان برای آشکارسازی آنها، به آرایهای از ابزار و وسایل نیاز دارند، که تا حد ممکن، محدودهی وسیعی از زمین را پوشش دهند. دانشمندان قبلا هم رصدخانههای پرتوهای کیهانی ساختهاند اما هیچکدام از آنها بهحدی که کورنین و واتسون انتظار داشتند، توان جمعآوری داده نداشتهاند.
کورنین برای تبدیل این رویا به واقعیت، تلاش کرد تا یک اشتیاق عمومی برای انجام این پروژه در سراسر جهان ایجاد کند. این تلاشها در نهایت منجر به تشکیل یک مجمع بینالمللی دراینزمینه شد. در سال ۱۹۹۸، گروه پژوهشی، پس از برگزاری تعدادی کارگاه تصمیم گرفت رصدخانهی پرتوهای کیهانی را در جایی بیرون مالاروو در آرژانتین بنا کند. نام این رصدخانه از نام پایر اوجر، پژوهشگر پرتوهای کیهانی فرانسوی گرفته شده است.
رصدحانهی بینالمللی پرتوهای کیهانی پایر اوجر، در آرژانتین قرار دارد. کاراین رصدخانه، آشکارسازی پرتوهای بسیار پر انرژی کیهانی است.
الیکوت، مدیر پروژهی اخیر رصدخانهی پایر اوجر گفت:
مالاروو به چند دلیل مکان مناسبی برای این کار است.
اولین دلیل مناسب بودن مالاروو برای احداث رصدخانه، این است که اطراف این شهر را محوطهی بزرگ و بدون پستی و بلندی تشکیل داده است. این شهر، بیشتر از ۱۰۰ کیلومتر از شهر بعدی فاصله دارد و خود شهر نیز بهدلیل کوچکی، آلودگی نوری بسیار کمی ایجاد میکند. علاوه بر این، کارهای قبلی کشف و استخراج اورانیوم و نفت، زیربناهایی مانند جادهها را در این منطقه باقی گذاشته است. شهردار مالاروو نیز با این پروژه همراهی کرد.
ساخت این رصدخانه در سال ۲۰۰۸ بهاتمام رسید. در حال حاضر، اندازهی آرایهی ساخته شده، ۳۰۰۰ کیلومتر مربع است و ۱۶۰۰ آشکارساز در آن بهکار رفته است.
این رصدخانه از دو روش مختلف برای آشکارسازی پرتوهای کیهانی استفاده میکند. این دو روش عبارتاند از: "آشکارسازهای صفحهای" که رد ذرات عبوری از تانکهای آب را میگیرند و "آشکارسازهای فلورسانس" که امواج فرابنفش حاصل از برهمکنش ذرات کیهانی با نیتروژن موجود در اتمسفر زمین را آشکارسازی میکنند.
دانشمندان و مهندسان آرژانتینی، نقش مهمی در ساخت رصدخانهی پیر آوجر و همچنین پروژهی اخیر مورد بررسی در این رصدخانه داشتهاند. طبق آماری که توسط الکوت اعلام شده است، تقریبا ۱۰ تا ۱۵ درصد مؤسسههای مهمان رصدخانه، آرژانتینی هستند و سایر مؤسسهها از ۱۶ کشور دیگر جهان هستند.
کارلا بونیفازی، فیزیکدان دانشگاه فدرال ریودوژانیرو، گفت که برای تکمیل کردن مطالعات مقطع دکتری، پایر اوجر را انتخاب کرده است. چرا که او با این انتخاب میتوانست در اولین مجمع بزرگ بینالمللی فیزیکدانهای ذرات کار کند. بونیفازی گفت:
کار در رصدخانهی پایر اوجر، شانس بزرگی برای من بود و من در زمان مناسبی آنجا بودم.
بهمحض وارد عمل شدن رصدخانهی پایر اوجر، مسئولان دانشگاه ملی کویو که در شهر مندوزا (شهری که ۴۰۰ کیلومتر با رصدخانه فاصله دارد) قرار دارد، یک شعبهی منطقهای از این دانشگاه را در مالاروو بنا کردند. الکوت گفت:
شعبهی جدید دانشگاه، لزوما به رصدخانه مربوط نیست اما در حقیقت، وجود رصدخانه در همین منطقه، بسیار تأثیر گذار است. بیشتر دانشمندان و مهندسانی که در رصدخانه کار میکنند، در دانشگاه نیز تدریس میکنند.
دانشمندان و مهندسان رصدخانهی پیر آوجر، علاوه بر کار روی پرتوهای کیهانی، درگیر پروژههای جانبی دیگری نیز هستند. آنها با استفاده از ابزار و وسایلی که در محل رصدخانه نصب کردهاند، به کار مانیتورینگ جو میپردازند. علاوه بر این، خدمات و زیربناهایی نیز برای پروژههای مربوط به زمین لرزه و برنامههای مربوط به ماهوارهها، در محل رصدخانه فراهم شده است. الکوت گفت:
زمانیکه چنین رصدخانهای بنا میشود، بهنظر میرسد که دستاوردهای جانبی نیز در بر خواهد داشت و همین موضوع، اینگونه پروژهها را چندمنظوره میکند که بسیار هم جالب توجه است.
شهر بینالمللی کوچک
از زمانیکه رصدخانهی پایر اوجر بنا شده است، جمعیت مالاروو در حال افزایش است. امروزه بیشتر از ۲۷۰۰۰ نفر، این شهر را خانهی خود میدانند. دانشمندان خارجی بسیاری برای کار در این رصدخانه، به مالاروو سفر کردهاند. یک یا دو بار در سال نیز در این منطقه، گردهماییهای علمی بینالمللی تشکیل میشوند.
شهر مالاروو در جنوبیترین قسمت مندوزا، در کشور آرژانتین قرار دارد. این شهر، در پایین کوههای اندس قرار گرفته است.
گالبرتو آویلی، مدیر بخش رصدخانهی پیر آوجر گفت:
زمانیکه رصدخانه آغاز به کار کرد، بازدید کنندههای بینالمللی شهر مالاروو که در رستورانها و هتلها رفتوآمد میکردند و در خیابانها قدم میزدند، برای مردم شهر مالاروو کمی عجیب بهنظر میرسیدند.
کارکنان پایر اوجر، هنوز هم در تلاش هستند تا چنین تعاملاتی را تقویت کنند. الکوت یادآوری کرد:
در ابتدا به داشتن اتاقهای مهمان برای دانشمندان بازدید کننده فکر میکردیم. اما پس از آن، این ایده را رد کردیم و تصمیم گرفتیم که آپارتمان و خانههایی در خود شهر برای بازدید کنندههای رصدخانه اجاره کنیم.
از نظر الکوت، اجارهی اتاق برای افراد آکادمیک خارجی در خود شهر، فکر خوبی است. چرا که باعث تعامل بیشتر و نزدیکتر افراد آکادمیک خارجی با مردم شهر مالاروو میشود و درنتیجهی همین تعامل، سخنرانیهایی مانند سخنرانی علمی کارمند رستوران را میبینیم.
رصدخانهی پیر آوجر، به چند طریق زندگی مردم شهر مالاروو را تغییر داده است.
دانشمندان رصدخانهی پیر آوجر، به مدارس محلی، پول، کتاب و ابزارهای آموزشی اهدا کردهاند. مدرسهی جیمز کورنین که یک مدرسهی راهنمایی است، در سال ۲۰۰۶ در شهر مالاروو افتتاح شد. نام این مدرسه بهدلیل کمکهای کورنین به منطقه، از نام او گرفته شد.
زمانیکه برای برق رسانی به آشکارسازها، یک خط برق در شهر راه اندازی شد، خانههای روستایی نیز برای اولینبار به شبکه متصل شدند. آویلا گفت:
فکر میکنم خطوط برق، مهمترین تأثیر زیربنایی را در منطقه داشته است.
در ابتدا قرار بود رصدخانهی پایر اوجر تا سال ۲۰۱۵ راهاندازی شود اما پس از آن، تصمیم مجمع بینالمللی بر آن شد تا ابزارها و امکانات رصدخانه بهروز شوند و عمر آنها به بیشتر از ۱۰ سال دیگر ارتقا پیدا کند.
پیروی از علم
مرکزی در مالاروو که برای بازدیدکنندهها ساخته شده است، اطلاعاتی در مورد رصدخانهی پرتوهای کیهانی پیر آوجر به مردم میدهد. این مرکز از سال ۲۰۰۱، پذیرای بیشتر از ۱۰۰ هزار نفر شامل مردم اطراف آرژانتین و مردم از راههای دورتر بوده است. هر چند سال یکبار، نمایشگاههای علمی توسط رصدخانه برگزار میشود. این نمایشگاهها، هر بار معلمان و دانشآموزان زیادی را از سراسر کشور، به خود جذب میکنند.
دانش پرتوهای کیهانی به زندگی روزمرهی مردم مالاروو نفوذ کرده است. الکوت گفت:
شهر مالاروو بهعنوان یک شهر توریستی علمی شناسانده شده است و رصدخانهی پیر آوجر، نقش مهمی دراینزمینه دارد.
در حال حاضر، شیلی حداقل ۱۰ رصدخانهی نجومی دارد که به توریستها اختصاص داده شده است و ستارهشناسان آماتور میتوانند با استفاده از تلسکوپهای این رصدخانهها، از نزدیک به آسمان شب نگاهی بیندازند. رصدخانههای پیشرفته نیز، دستیابی به جامعهی محلی را وظیفهی مهم و کلیدی خود میدانند.
روند پیشرفت سریع نجوم در شیلی نیز با افزایش علاقهی عمومی به علم همراه شده است.
طبق گفتههای روبیو، مناطقی که امکانات رصدی دارند، از نظر اقتصادی، بهرهی زیادی از توریستهایی که به این مناطق سرازیر میشوند، میبرند. بهرهی اقتصادی حاصل از سفر توریستها، در رویدادهای خاص از جمله خورشید گرفتگی ژوئیه ۲۰۱۹ که در مناطق شیلی و آرژانتین دیده میشود، بیشتر نیز میشود.
روند پیشرفت سریع نجوم در شیلی نیز با افزایش علاقهی عمومی به علم همراه شده است. روبیو گفت:
در حال حاضر، تقریبا هر روز خبرهایی در مورد نجوم میشنویم. آسمانهای خوب و امکانات نجومی شیلی، قسمتی از هویت ملی آن شده است.
نظرات