Teleskop berusia 45 tahun akan mendapat peningkatan berteknologi tinggi yang akan membolehkannya mencari jawapan kepada soalan-soalan yang paling membingungkan dalam astronomi, termasuk kewujudan tenaga gelap, kuasa tidak kelihatan hipotetikal yang mungkin memacu pengembangan Alam semesta.
Nicholas U. Mayall Telescope di Arizona ditutup awal minggu ini untuk mempersiapkan pemasangan peranti 9-ton yang akan menampilkan 5,000 robot ukuran pensil yang bertujuan untuk mengesan sensor optik pada galaksi jauh.
Setiap 20 minit, robot berputar akan meletakkan semula instrumen yang dipanggil Instrumen Spektroskopik Gelap Hitam (DESI) - untuk menangkap bahagian baru langit. Sepuluh alat yang sangat kuat yang dipanggil spektrograph kemudian akan menganalisis cahaya dari objek jauh yang ditangkap oleh sensor dan membuat apa yang telah digambarkan sebagai peta 3D terbesar dan paling terperinci dari alam semesta hingga kini.
"Kami memulakan reka bentuk konseptual untuk instrumen pada tahun 2010," kata Joseph Silber, seorang jurutera projek DESI yang bekerja di Laboratorium Lawrence Berkeley University of California, dalam satu kenyataan. "Ia berdasarkan sains yang dilakukan pada alat Ukur Spektroskopik Baryon (BOSS) Baryon, tetapi semuanya dilakukan secara robotikal dan bukan secara manual."
Alat BOSS, di Apache Point Observatory di New Mexico, mempunyai 1,000 serat optik yang dapat mengesan isyarat cahaya dari galaksi yang paling megah dan paling jauh. Bagi DESI, jurutera menggunakan lima kali serat serat. Para penyelidik BOSS perlu menggunakan plat logam dengan lubang gerudi yang teliti untuk mengarahkan gentian optik ke arah sasaran mereka. Bagi setiap bahagian langit yang mereka mahu imej, jurutera perlu membuat plat baru dan memasangnya ke teleskop. Dalam kes DESI, robot akan melakukan semua kerja keras, dengan ketara meningkatkan kelajuan imbasan, kata para penyelidik.
"Terdapat 5,000 robot individu, dan masing-masing memacu satu serat optik," kata Silber kepada Live Science. "Serat optik kemudian dihalakan kira-kira 50 meter ke bawah teleskop ke ruang yang berasingan di mana instrumen spectrograph yang sangat besar dan sensitif dipasang."
Dengan mengukur bagaimana panjang gelombang cahaya yang datang dari galaksi jauh (atau sebarang objek langit) berubah, para penyelidik akan dapat mengetahui sejauh mana mereka berada dan seberapa pantas galaksi bergerak. Apabila objek bergerak dari kami, cahayanya beralih ke arah bahagian merah spektrum cahaya (panjang gelombang yang lebih panjang), dan itulah sebabnya ia dipanggil redshift.
Skala dan kerumitan peta itu akan membantu ahli sains memahami bagaimana tenaga gelap dan graviti telah bersaing sepanjang evolusi alam semesta. Tenaga gelap adalah daya yang belum terbukti yang bersaing dengan graviti dan menyebabkan perkembangan pesat alam semesta. Dianggarkan bahawa tenaga gelap menghasilkan 68 peratus daripada jumlah tenaga yang ada di alam semesta.
Kepekaan instrumen ini membolehkan para astronom melihat galaksi yang begitu jauh sehingga cahaya mereka bergerak ke Bumi berbilion-bilion tahun. Para penyelidik berkata instrumen ini, dengan melihat berapa lama ia mengambil cahaya untuk mencapainya, akan membolehkan mereka melihat kembali sejauh 11 bilion tahun yang lalu.
"Salah satu cara utama yang kita pelajari tentang alam semesta yang tidak kelihatan adalah dengan kesan halusnya pada clustering galaksi," kata jurucakap kerjasama DESI, Daniel Eisenstein dari Universiti Harvard. "Peta baru dari DESI akan memberikan kepekaan baru yang hebat dalam kajian kosmologi kita."
Dalam tempoh lima tahun operasi yang dirancang, DESI akan mengukur halaju kira-kira 30 juta galaksi dan quasars - lubang hitam supermasif yang dikelilingi oleh cakera bahan orbit, menurut Brenna Flaugher, seorang saintis projek DESI yang mengetuai Jabatan Astrofizik di Fermi National Accelerator Makmal.
"Daripada satu per satu, kita boleh mengukur halaju sebanyak 5,000 galaksi pada satu masa," katanya.
Instrumen ini, kerjasama antara 71 institusi penyelidikan, akan menangkap kira-kira 10 kali lebih banyak data berbanding pendahulunya, BOSS.
"Projek ini adalah mengenai menjana banyak data," kata Pengarah DESI Michael Levi dari Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) Jabatan Tenaga, yang mengetuai projek itu. Para penyelidik akan menggunakan data dalam simulasi komputer alam semesta.
Silber dan pasukannya telah menghasilkan 3,000 robot kedudukan dan memasangnya ke dalam kelopak berbentuk baji yang akan tertanam dalam bidang fokus instrumen. Enam lensa DESI sedang menjalani rawatan terakhir di University College London dan akan dihantar ke A.S. spring ini supaya pemasangan komponen dapat dimulakan.
DESI dijangka akan melakukan pengukuran pertama pada musim bunga tahun 2019.
