Teleskop pelbagai dipole - jisim wayar dan kutub yang merentang di kawasan yang bersaiz 57 gelanggang tenis-mengambil pelajar Cambridge University lebih daripada dua tahun untuk membina. Tetapi selepas teleskop selesai pada bulan Julai 1967, hanya mengambil masa beberapa minggu untuk pelajar siswazah Jocelyn Bell Burnell untuk mengesan sesuatu yang akan menimbulkan bidang astronomi.
Kandungan Terkait
- Dekad Selepas Dilulus untuk Nobel, Jocelyn Bell Burnell Dapat Mendapatkannya
- Teleskop Radio Terbesar di Dunia Spies Its Pulsars Pertama
Teleskop gergasi seperti gergasi menghasilkan data yang cukup untuk mengisi 700 kaki kertas setiap minggu. Dengan menganalisa ini, Bell Burnell melihat isyarat yang berulang-ulang dan berulang-ulang bahawa dia memanggil "scruff" -dengan rentetan denyut biasa, dipisahkan oleh 1.33 saat. Dengan bantuan dari penyelianya, Antony Hewish, Bell Burnell dapat menangkap isyarat itu lagi kemudian musim gugur dan musim sejuk.
Isyarat kelihatan seperti tiada apa-apa ahli astronomi yang pernah dilihat sebelum ini. Namun sebelum ini, Bell Burnell menemui lebih banyak suar di luar sana, sama seperti yang pertama tetapi berdenyut pada kelajuan yang berbeza di bahagian-bahagian yang berlainan di langit.
Selepas menghapuskan penjelasan yang jelas seperti campur tangan radio dari Bumi, saintis memberi isyarat nama samaran LGM-1, untuk "lelaki hijau kecil" (kemudiannya menjadi CP 1919 untuk "pulsar Cambridge"). Walaupun mereka tidak berfikir secara serius ia mungkin makhluk luar angkasa, persoalan itu kekal: apa lagi yang ada di alam semesta boleh memancarkan seperti biasa?
Nasib baik, bidang astronomi secara kolektif bersedia menyelam ke dalam misteri. Apabila penemuan itu muncul dalam jurnal Nature yang berprestij pada 24 Februari 1968, ahli astronomi lain muncul dengan jawapan: Bell Burnell telah menemui pulsar, bentuk bintang neutron yang belum pernah ditakrifkan yang diputar dengan cepat dan sinar radiasi sinar x atau sinar gamma .
"Pulsar sangat tidak dijangka, jadi ia luar biasa untuk menemui sesuatu yang tidak pernah kita fikirkan dalam istilah yang berasaskan teori, " kata Josh Grindlay, ahli astrofizik Universiti Harvard yang merupakan pelajar kedoktoran di Harvard sementara keseronokan berputar di sekeliling penemuan. "Penemuan pulsar menegaskan bahawa dunia objek padat sangat nyata." Dalam 50 tahun yang lalu, penyelidik telah menganggarkan terdapat puluhan juta pulsar di galaksi kita sahaja.
Bell Burnell pada tahun 1967, tahun ini dia melihat apa astrofizik tidak lama lagi akan mengenal pasti sebagai pulsars pertama yang diketahui. (Wikimedia Commons) Dengan objek padat, Grindlay bermaksud objek angkasa yang eksotik yang termasuk lubang hitam dan bintang neutron. Bintang Neutron dicadangkan pada tahun 1934 oleh pakar fizikal Walter Baade dan Fritz Zwicky, tetapi dianggap terlalu gelap dan menit untuk para saintis mengenal pasti dalam realiti. Bintang-bintang yang sangat kecil dan padat itu dianggap sebagai hasil proses supernova-apabila bintang besar meletup dan baki bahan runtuh di dalam dirinya sendiri.
Baade dan Zwicky betul. Seperti yang diketahui oleh astrofizik, pulsar adalah subset kecil bintang-bintang neutron-dan, kerana ia kelihatan, membuktikan adanya bintang neutron lain. Diperbuat daripada neutron yang dikemas rapat, pulsar boleh mempunyai garis pusat hanya sekitar 13 batu, namun mengandungi dua kali jisim matahari. Untuk meletakkan perspektif itu, sebahagian bintang neutron saiz kiub gula akan menaksir jumlah yang sama seperti Gunung Everest. Satu-satunya objek di alam semesta dengan ketumpatan yang lebih tinggi daripada bintang neutron dan pulsar ialah lubang hitam.
Apa yang membuat pulsar berbeza daripada bintang-bintang neutron yang lain adalah hakikat bahawa mereka berputar, seperti puncak, beberapa dengan cepat mereka mendekati kelajuan cahaya. Gerak berputar ini, digabungkan dengan medan magnet yang mereka buat, menghasilkan pancaran menembak dari mereka di kedua-dua belah sisi-tidak begitu seperti cahaya berterusan Matahari kita, tetapi lebih seperti lampu berputar mercusuar. Ia adalah kelipan yang membolehkan astrofizik mengamati dan mengesan denyutan pada mulanya, dan menyimpulkan keberadaan bintang-bintang neutron, yang tidak dapat dilihat.
"Pada masa ini berlaku, kita tidak tahu bahawa ada antara bintang-bintang, apatah lagi ia terganggu, " Bell Burnell memberitahu New Yorker pada tahun 2017, mencerminkan pengamatan bersejarahnya. "Itulah salah satu perkara yang telah keluar dari penemuan pulsar-lebih banyak pengetahuan tentang ruang antara bintang-bintang."
Di samping membuktikan kewujudan bintang neutron, pulsar juga mengasah pemahaman kita tentang fizik zarah dan memberikan lebih banyak bukti untuk teori relativiti Einstein. "Kerana mereka begitu padat, mereka memberi impak kepada masa ruang, " kata pakar fizik Universiti San Diego, Fridolin Weber. "Jika anda mempunyai data yang baik mengenai pulsar, maka teori Einstein dapat diuji terhadap teori bersaing."
Bagi aplikasi praktikal, denyutan nadi hampir tepat seperti jam atom, yang mengukur masa lebih tepat daripada apa-apa lagi melalui pergerakan atom berkuasa. Jika kita pernah menghantar angkasawan jauh ke angkasa, pulsar boleh berfungsi sebagai titik navigasi, kata Weber. Malah, ketika NASA melancarkan probe Voyager pada tahun 1970-an, kapal angkasa termasuk peta lokasi Sun kita di galaksi berdasarkan 14 pulsar (walaupun beberapa saintis telah mengkritik peta itu kerana kita telah belajar terdapat lebih banyak pulsar di galaksi daripada yang dipercayai sebelumnya).
Lebih baru-baru ini, saintis telah menjadi optimistik tentang menggunakan pulsar untuk mengesan gelombang graviti, dengan memantau mereka untuk keabnormalan minit. Rombakan-rombongan ini dalam ruang masa, yang membuktikan Einstein dan membantu para saintis mengerti bagaimana ruang impak super besar dan padat memberi kesan kepada penemuan mereka pada tahun 2017 Hadiah Nobel untuk Fizik-sama seperti Antony Hewish telah memenangi Hadiah Fizik pada tahun 1974. (Bell Burnell tidak dianugerahi hadiah itu, mungkin kerana statusnya sebagai pelajar lulusan, seperti yang dia katakan, atau sebagai seorang wanita, sebagaimana yang dicadangkan oleh orang lain.) Sekarang, saintis merancang untuk menggunakan pulsar untuk mencari gelombang graviti yang walaupun LIGO tidak dapat mengesan.
Namun, banyak persoalan masih berlaku ketika tarian pulsar dan tempat mereka berada dalam galaksi. "Kami masih belum memahami sepenuhnya elektrodinamika yang tepat menghasilkan pulsa radio, " kata Grindlay. Sekiranya para saintis dapat memerhatikan pulsar dalam sistem perduaan dengan lubang hitam-kedua-dua objek berinteraksi antara satu sama lain-yang akan memberikan lebih banyak pemahaman tentang sifat fizik dan alam semesta. Terima kasih kepada teleskop baru seperti Square Kilometer Array di Afrika Selatan dan Teleskop Sfera Aperture Spherical Lima ratus meter (FAST) di China, fizik mungkin mempunyai lebih banyak data untuk berfungsi dengan segera.
"Kami mempunyai banyak model mengenai perkara super dan padat [seperti pulsar], tetapi untuk mengetahui apa yang berlaku dan bagaimana untuk menerangkannya secara terperinci, kami memerlukan data yang berkualiti tinggi, " kata Weber. "Ini adalah kali pertama kita akan mempunyai data ini. Masa depan adalah sangat menarik. "
