ע"י מתיחת חוש הראייה שלנו הרחק מעבר לדמיונם של אבותינו,
מכשירים נפלאים אלו, הטלסקופים, פתחו לנו דרך
להבנה יותר עמוקה ומושלמת של הטבע - רנה דקארט, 1637
במשך אלפי שנים הביטה האנושות אל שמי הלילה המסקרנים
בלי להבין שהכוכבים בשביל החלב שלנו הם בעצם שמשות אחרות,
בלי לזהות את מיליארדי הגלקסיות האחיות המהוות את כל שאר היקום,
בלי להבין שאנו אך ורק פסיק בסיפורו של היקום
שנמשך כבר 13.7 מיליארד שנה.
כאשר עמדו לרשותנו רק עינינו כאמצעי תצפית, לא היה באפשרותנו
לגלות מערכות שמש סביב כוכבים אחרים,
או לקבוע אם קיימים חיים במקום אחר ביקום.
היום אנו מתקדמים לקראת חשיפת חלקים גדולים
ממעטה המסתורין של היקום. אנו חיים אולי בתקופה
המדהימה ביותר של גילויים אסטרונומיים.
אני הוא ד"ר ג'. ואני אהיה המדריך שלכם לטלסקופ -
המכשיר המדהים, שהפך להיות עבור האנושות
השער ליקום.
עיניים אל השמיים 400 שנות תגליות טלסקופיות
מראות חדשים בשמיים
לפני ארבע מאות שנה, בשנת 1609, יצא אדם אחד
לשדות שליד ביתו.
הוא כיוון את הטלסקופ שבנה במו ידיו אל הירח, כוכבי הלכת, והכוכבים.
שמו היה גלילאו גלילאי.
מאותו רגע האסטרונומיה השתנתה לנצח.
היום, 400 שנה אחרי שגלילאו כיוון טלסקופ אל השמיים
אסטרונומים משתמשים במראות ענקיות על פסגות הרים רחוקים כדי לחקור את השמים.
רדיו-טלסקופים קולטים צפצופים ולחישות מהחלל החיצון.
המדענים אף שיגרו טלסקופים לחלל,
גבוה מעל ההפרעות שיוצרת האטמוספירה שלנו.
המראה שהתקבל הוא עוצר נשימה!
גלילאו למעשה לא המציא את הטלסקופ.
הקרדיט שייך להנס ליפרהיי,
יצרן עדשות הולנדי-גרמני עלום שם.
אלא שהנס ליפרהיי מעולם לא השתמש בטלסקופ כדי לצפות בכוכבים.
במקום זאת, הוא חשב שהמצאתו תשרת בעיקר
ימאים וחיילים.
ליפרהיי הגיע ממידלבורג, שהיתה אז עיר סוחרים גדולה,
ברפובליקה ההולנדית הצעירה.
בשנת 1608 ליפרהיי גילה שכשצופים בעצם מרוחק
מבעד לעדשה קמורה ועדשה קעורה, העצם ייראה מוגדל, בתנאי
ששתי העדשות יהיו ממוקמות בדיוק במרחק הנכון זו מזו.
הטלסקופ נולד!
בספטמבר 1608, ליפרהיי הציג את המצאתו החדשה לפני
הנסיף מאוריץ מהולנד.
הוא לא יכול לבחור רגע יותר מתאים לכך, מכיוון
שבאותו זמן הולנד היתה מעורבת
במלחמת 80 השנה עם ספרד.
ההמצאה החדשה יכולה היתה להגדיל עצמים וכך לגלות
ספינות אויב וכוחות שהיו רחוקים מכדי להיראות
בעין בלתי מצוידת.
אכן המצאה מאוד שימושית!
אך ממשלת הולנד מעולם לא העניקה לליפרהיי פטנט על הטלסקופ שלו.
הסיבה הייתה שסוחרים אחרים טענו לזכויות על ההמצאה,
ובמיוחד המתחרה של ליפרהיי - זכריאס יאנסן.
המחלוקת מעולם לא יושבה.
ועד עצם ימינו, מקורותיו האמיתיים של הטלסקופ שרויים במסתורין.
האסטרונום האיטלקי גלילאו גלילאי, אבי הפיסיקה המודרנית,
שמע על הטלסקופ והחליט לבנות אחד כזה בעצמו.
לפני כעשרה חודשים, דווח לי
שאדם פלמי הרכיב משקפת שבאמצעותה עצמים
הרחוקים מאוד מעין המתבונן, יכולים
להיראות כאילו הם קרובים.
גלילאו היה המדען הגדול ביותר בזמנו.
הוא גם היה תומך נלהב של תפיסת העולם החדשה
שהציג האסטרונום הפולני ניקולאוס קופרניקוס, שגרס
שכדור הארץ מקיף את השמש ולא להיפך.
לפי מה שהוא שמע על הטלסקופ ההולנדי, גלילאו
בנה את המכשירים שלו.
הם היו באיכות הרבה יותר טובה.
לבסוף, לאחר השקעת עבודה וכספים, הצלחתי
לבנות לעצמי מכשיר מצוין כל כך,
שעצמים שמשתקפים בעדו, נראים כמעט פי אלף
יותר גדולים מאשר הם נראים באמצעות ראייתנו הטבעית.
הגיע הזמן לנסות את הטלסקופ שלו על השמיים.
השתכנעתי ואני מחזיק כעת בדעה שפני
הירח אינם חלקים, אחידים ועגולים באופן מושלם
כפי שפילוסופים רבים מאמינים
אלא הם מחוספסים, ומלאים שקעים ובליטות
במידה רבה כמו פניו של כדור הארץ.
נוף של מכתשים, הרים ועמקים.
עולם כמו זה שלנו!
כמה שבועות אחר כך,בינואר 1610, גלילאו צפה בכוכב הלכת צדק.
בקרבת כוכב הלכת הוא ראה ארבע נקודות אור ששינו
את מיקומן כל לילה.
זה נראה כמו מחול אטי, קוסמי, של לויינים המקיפים את כוכב הלכת.
ארבע נקודות האור האלה תיקראנה בעתיד
הירחים הגלילאים של צדק.
מה עוד גילה גלילאו?
המופעים של כוכב הלכת נוגה!
בדיוק כמו הירח, נוגה קטן וגדל מצורת חרמש
לעיגול מלא, ובחזרה.
בליטות מוזרות משני צידיו של שבתאי.
כתמים כהים על פני השמש.
וכמובן, כוכבים.
אלפי כוכבים, אולי מיליונים.
כל אחד מהם חיוור מכדי להיראות בעין בלתי מצוידת.
היה זה כאילו האנושות הסירה את כיסוי העיניים שלה.
היה יקום שלם לגלות.
החדשות אודות הטלסקופ פשטו על פני אירופה במהירות.
בפראג, בחצרו של הקיסר רודולף השני, יוהנס קפלר
שיפר את מבנהו של המכשיר.
באנטוורפן, הקרטוגרף מיכאל ואן לנגרן, הכין
את המפות האמינות הראשונות של הירח, שהראו, לדעתו
יבשות ואוקיינוסים.
יוהנס הבליוס, מבשל בירה אמיד בפולין, בנה
טלסקופים במצפה הפרטי שלו בדנציג.
מצפה זה היה כה גדול שהוא כיסה שלושה גגות!
אבל את המכשירים הטובים ביותר באותה תקופה ייצר
כריסטיאן הויגנס מהולנד.
בשנת 1655, הויגנס גילה את טיטאן, הירח הגדול ביותר של שבתאי.
כמה שנים אח"כ, תצפיותיו הראו את מערכת הטבעות של שבתאי,
דבר שגלילאו מעולם לא הצליח להבין.
ואחרון אחרון חביב, הויגנס ראה סימנים כהים
וכיפות קוטב על מאדים.
האם ייתכן שיש חיים על עולם מרוחק זה?
השאלה הזו מעסיקה אסטרונומים עד ימינו אנו.
הטלסקופים המוקדמים היו כולם טלסקופים שוברי אור, שהשתמשו
בעדשות כדי לאסוף ולרכז את אור הכוכבים.
יותר מאוחר העדשות הוחלפו ע"י מראות.
הטלסקופ מחזיר האור נבנה לראשונה ע"י ניקולו זוקי,
ובהמשך שיפר אותו אייזק ניוטון.
בסוף המאה ה-18, את המראות הגדולות בעולם
בנה ויליאם הרשל, נגן עוגב שהפך לאסטרונום
ועבד עם אחותו קרולין.
בביתם בבאת', באנגליה, הרשל יצק
מתכת לוהטת נוזלית לתוך תבנית, וכשהיא התקררה
הם היו מלטשים את פני השטח כך שהם יחזירו את אור הכוכבים.
במשך חייו, הרשל בנה יותר מ-400 טלסקופים.
הגדול בהם היה כה ענק שנדרשו ארבעה משרתים
כדי להפעיל את כל החבלים, הגלגלים והגלגלות
שנדרשו כדי לעקוב אחר תנועתם של הכוכבים לרוחב שמי הלילה,
הנגרמת, כמובן, מסיבוב כדור הארץ סביב צירו.
הרשל היה מעין סוקר. הוא סרק את השמים
וקטלג מאות ערפיליות חדשות וכוכבים כפולים.
הוא גם גילה ששביל החלב חייב להיות דיסקה שטוחה.
הוא אפילו מדד את תנועתה של מערכת השמש בתוך דיסקה זו
ע"י צפיה בתנועתם היחסית של הכוכבים וכוכבי הלכת.
ואז, ב-13 במארס 1781, הוא גילה כוכב לכת חדש - אוראנוס.
200 שנה לפני שהחללית וויאג'ר 2 של נאסא
איפשרה לאסטרונומים מבט ראשון מקרוב של עולם רחוק זה.
באזור השופע והפורה של מרכז אירלנד, ויליאם פארסונס,
הרוזן השלישי מרוס, בנה את הטלסקופ הגדול ביותר של המאה ה-19.
עם מראת מתכת עצומה בקוטר 1.8 מטר
הטלסקופ הענק נודע בשם "הלוייתן מפארסונסטאון".
בלילות בהירים, חסרי ירח, הרוזן ישב ליד העינית,
והפליג למסע ביקום.
אל ערפילית אוריון, שבימינו אנו יודעים שהיא מעין "גנון לכוכבים".
ומשם לערפילית הסרטן המסתורית, שייריה של התפוצצות סופרנובה.
ומה עם ערפילית המערבולת?
לורד רוס היה הראשון שהבחין בצורתה הספירלית המרשימה.
גלקסיה כמו שלנו, עם ענני אבק כהה, וגז זוהר,
מיליארדים של כוכבים, ומי יודע -
אולי אף כוכבי לכת כמו כדור הארץ.
הטלסקופ הפך להיות הספינה שבה אנו מפליגים לחקור את היקום.
גדול יותר הוא טוב יותר
בלילה, עיניכם מסתגלות לחשכה.
האישונים מתרחבים כדי לאפשר ליותר אור לחדור לעיניים.
כתוצאה, אתם יכולים לראות עצמים חיוורים יותר, כמו כוכבים.
כעת דמיינו שהאישונים שלכם היו בקוטר של מטר אחד.
הייתם נראים מוזר למדי, אבל ראייתכם היתה ממש על טבעית!
הטלסקופים מאפשרים לנו בדיוק את זה.
טלסקופ הוא כמו משפך.
העדשה או המראה הראשית שלו אוספת את אור הכוכבים ומביאה אותו לעיניכם
עדשה או מראה גדולה יותר בטלסקופ, תאפשר לכם לראות עצמים יותר חיוורים.
אם כן, גודל בכל זאת קובע.
אבל כמה גדול יכול להיות טלסקופ?
ובכן, טלסקופ שובר אור לא יכול להיות מאוד גדול.
אור הכוכבים צריך לעבור דרך העדשה הראשית,
ולכן אפשר לתמוך בה רק בהיקפה.
אם העדשה תהיה גדולה מדי, היא תהיה כבדה ותתחיל להתעוות תחת משקלה היא.
זה גם יעוות את התמונה שתתקבל.
הטלסקופ שובר האור הגדול בהסטוריה נבנה ב-1897, במצפה ירקס מחוץ לשיקגו.
העדשה הראשית שלו היתה בקוטר של יותר ממטר.
אבל השפופרת שלו היתה באורך 18 מטר!
הטלסקופ בירקס היה ממש בגבול העליון עבור גודלם של טלסקופים שוברי אור.
אתם רוצים טלסקופים יותר גדולים?
תחשבו "מראות"!
בטלסקופ מחזיר אור, אור הכוכבים מוחזר ממראה, במקום לעבור דרך עדשה.
מראה אפשר לייצר הרבה יותר דקה מעדשה, ואפשר לתמוך בה מאחור.
כתוצאה, ניתן לבנות מראות הרבה יותר גדולות מעדשות.
מראות גדולות הגיעו לדרום קליפורניה לפני כמאה שנה.
בימים ההם, הר וילסון היה פסגת הר מבודדת בשממת הרי סאן גבריאל.
השמיים היו צלולים, והלילות חשוכים.
כאן, ג'ורג' אלרי הייל בנה לראשונה טלסקופ של 1.5 מטר.
למרות שהיה קטן יותר מה"לוייתן" של לורד רוס, איכותו היתה הרבה יותר גבוהה.
גם מיקומו היה הרבה יותר מוצלח.
הייל שיכנע איש עסקים מקומי בשם ג'ון הוקר לממן מכשיר של 2.5 מטרים.
טונות של זכוכית ופלדה ממוסמרת הועלו להר וילסון.
טלסקופ הוקר הושלם ב-1917.
במשך 30 שנה הוא נשאר הטלסקופ הגדול בעולם.
כמו תותח קוסמי, מוכן לתקוף את היקום.
והוא אכן תקף!
יחד עם הגודל הלא ייאמן של הטלסקופ החדש גם השתנו
הדרכים בהם אסטרונומים הביטו בתמונה.
האסטרונומים כבר לא הציצו דרך העינית של הענק החדש.
במקום זאת הם ריכזו את האור על לוחות צילום למשך שעות.
אף אחד לפני כן לא השקיף כל כך רחוק אל היקום.
התברר שערפיליות ספירליות היו מלאות בכוכבים.
האם ייתכן שהם היו מערכות כוכביות ענקיות כמו שביל החלב שלנו?
בערפילית אנדרומדה, אדווין האבל גילה סוג מיוחד של כוכב
שמשנה את בהירותו בדיוק דמוי שעון.
באמצעות תצפיותיו, האבל הצליח להסיק את המרחק לאנדרומדה:
כמעט מיליון שנות אור.
ערפליות ספירליות, כמו אנדרומדה, היו בבירור גלקסיות.
אך זה עדיין לא המדהים מכל.
התברר שרוב הגלקסיות האלה מתרחקות משביל החלב.
בהר וילסון, האבל גילה שהגלקסיות הקרובות התרחקו מאיתנו לאט,
בעוד הגלקסיות הרחוקות התרחקו בקצב הרבה יותר מהיר.
והמסקנה?
היקום מתרחב!
טלסקופ הוקר אפשר למדענים להגיע לתגלית האסטרונומית החשובה ביותר במאה ה-20.
תודות לטלסקופ, התחקינו אחר ההסטוריה של היקום.
לפני קצת פחות מ-14 מיליארד שנה, היקום נולד
בהתפוצצות אדירה של זמן ומרחב, חומר ואנרגיה, שלה אנו קוראים
המפץ הגדול.
אדוות קואנטיות זעירות גדלו לכדי אזורים צפופים יותר בנזיד הקדום.
באזורים אלה התגבשו הגלקסיות.
במגוון מהמם של גדלים וצורות.
מיזוג גרעיני בליבות של כוכבים יצר אטומים חדשים.
פחמן, חמצן, ברזל, זהב.
התפוצציות סופרנובה שיגרו יסודות כבדים אלה בחזרה לחלל.
חומר גלם ליצירת כוכבים חדשים.
וכוכבי לכת!
מתישהו, איפשהו, איכשהו, מולקולות אורגניות פשוטות התפתחו ליצורים חיים.
החיים הם נס אחד ביקום שלא מפסיק להתפתח.
אנו אבק כוכבים.
זהו חזון מרשים, וסיפור סוחף
שהובא אלינו באמצעות תצפיות טלסקופיות.
דמיינו לכם: ללא הטלסקופ היינו יודעים רק על ששה כוכבי לכת,
ירח אחד, וכמה אלפי כוכבים.
האסטרונומיה עדיין היתה בחיתוליה.
כמו אוצרות טמונים, המקומות המרוחקים ביקום פיתו
את ההרפתקנים משחר הזמנים.
נסיכים ושליטים, פוליטיקאים ותעשיינים, כמו גם אנשי מדע,
כולם חשו את הקסם של האוקיינוסים הבלתי ממופים של החלל, ובזכות מאמציהם
האזור שאנו חוקרים גדל והתרחב.
לג'ורג' אלרי הייל היה חלום אחד אחרון:
לבנות טלסקופ גדול פי שניים מזה שהחזיק לפני כן בשיא.
הכירו את הגברת הזקנה של האסטרונומיה של המאה ה-20
טלסקופ הייל בן 5 המטרים בהר פלומאר.
יותר מחמש מאות טון של משקל בתנועה, ועם זאת מאוזן בדיוק מופלא
כך שתנועותיו חינניות כשל רקדנית.
המראה בת 40 הטונות, מראה לנו כוכבים חחוורים פי 40 מליון ממה שעינינו מסוגלות לראות.
טלסקופ הייל, שהושלם ב-1948, סיפק לנו מראות חסרי תקדים של כוכבי לכת,
צבירי כוכבים, ערפיליות וגלקסיות.
הענק צדק, עם ירחיו הרבים.
ערפילית הלהבה המהממת.
אלומות גז בערפילית אוריון.
אבל האם נוכל להגדיל את הטלסקופים עוד יותר?
ובכן, אסטרונומים סובייטים ניסו בסוף שנות השבעים.
גבוה בהרי הקווקז, הם בנו את ה"בולשוי טלסקופ אזימוטלני"
עם מראה בקוטר ששה מטר.
אלא שהוא מעולם לא הגשים את הצפיות שנבנו סביבו.
הוא פשוט היה גדול מדי, יקר מדי, ומסובך מדי.
אם כך, האם בוני הטלסקופים היו צריכים לוותר כעת?
האם הם נאלצו לקבור את חלומם לבנות מכשירים גדולים יותר?
האם זה היה קיצה בטרם עת של הסטורית הטלסקופים?
ובכן, כמובן שלא.
היום יש לנו טלסקופים פעילים בקוטר 10 מטרים,
ואפילו מתכננים גדולים יותר.
איך נפתרה הבעיה?
טכנולוגיות חדשות.
הטכנולוגיה נחלצת לעזרה
כשם שמכוניות מודרניות אינן נראות יותר כמו פורד מודל טי, כך
הטלסקופים המודרניים שונים בתכלית מקודמיהם הקלאסיים
כמו טלסקופ הייל בעל 5 המטרים.
ראשית, החצובות שלהם הרבה יותר קטנות.
החצובות בסגנון הישן הן "משווניות", כלומר, אחד הצירים
תמיד מקביל לציר הסיבוב של כדור הארץ.
על מנת לעקוב אחר תנועת השמיים, הטלסקופ צריך פשוט
להסתובב סביב ציר זה, בקצב הזהה לקצב הסיבוב של כדה"א.
פשוט, אבל תופס מקום.
החצובות המודרניות, הן "אלט-אזימוטליות" ותופסות הרבה פחות מקום.
עם חצובה כזו, הטלסקופ מכוון באופן דומה לתותח.
צריך פשוט לבחור את הכוון האופקי, את זוית ההגבהה, וזהו.
הבעיה היא לעקוב אחר תנועת השמיים.
לשם כך הטלסקופ צריך להסתובב סביב שני הצירים, ובקצבים משתנים.
הדבר התאפשר רק מרגע שאפשר היה להשתמש במחשבים לשליטה בטלסקופים.
חצובה קטנה יותר היא גם זולה יותר לבניה.
בנוסף, היא גם דורשת כיפה יותר קטנה, מה שמפחית עוד יותר את העלויות,
ובנוסף איכות התמונה משתפרת.
קחו למשל את הטלסקופים התאומים על שם קק, בהוואי.
למרות שמראותיהן, בקוטר של 10 מטרים, גדולות פי שניים מזו של
טלסקופ הייל, הן ממוקמות בכיפות קטנות יותר
מזו שבהר פלומאר.
גם מראות הטלסקופים התפתחו.
בעבר הן היו עבות וכבדות.
כיום הן דקות וקלות משקל.
המראות, שלפעמים הן בגודל מטרים רבים, יצוקות בתנורים מסתובבים ענקיים.
ועדיין הן יכולות להיות בעובי 20 סנטימטרים בלבד לפעמים.
מבנה תמיכה מסובך מונע מהמראה הדקה
מלהיסדק תחת משקלה היא.
בוכנות ומנועים מסייעים לשמר את המראה
בצורתה המושלמת.
מערכת כזו נקראת "אופטיקה אקטיבית".
הרעיון הוא לתקן ולפצות על עיוותים כלשהם במראה המרכזית
שנגרמים מכוח הכובד, מהרוח, או משינויי טמפרטורה.
מראה דקה גם שוקלת הרבה פחות.
כך, כל המבנה התומך, כולל החצובה,
יכול להיות הרבה יותר קל וקומפקטי,
וזול!
זהו טלסקופ 3.6 מטרים בשם New Technology Telescope (NTT),
שנבנה ע"י אסטרונומים אירופאים בסוף שנות ה-80.
עליו נבחנו טכנולוגיות חדשות רבות
בבניית טלסקופים.
גם המבנה בו הוא שוכן שונה לחלוטין מכיפות המצפים המסורתיות.
New Technology Telescope היה הצלחה גדולה.
הגיע הזמן לשבור את מחסום ששת המטרים.
מצפה מאונה קאה יושב בנקודה הגבוהה ביותר באוקיינוס השקט,
4200 מטרים מעל פני הים.
בחופי הוואי, תיירים נהנים מהשמש ומהגלים,
אך גבוה מעליהם, אסטרונומים מתמודדים עם טמפרטורות מקפיאות
ומחלת גבהים, במסעם לחשוף את סודות היקום.
הטלסקופים ע"ש קק הם מהגדולים בעולם.
מראותיהם הם בקוטר 10 מטרים, ודקות כפרוסה.
הן מרוצפות כמו רצפת חדר אמבטיה, ובנויות מ-36 חלקים משושים
כל אחד מהם נשלט ברמת דיוק ננומטרית.
אלה הם ענקים אמיתיים, המיועדים לחקר השמיים.
קתדרלות של המדע.
שקיעה במאונה קאה.
הטלסקופים ע"ש קק מתחילים לאסוף פוטונים שהגיעו מקצוות היקום.
השילוב של שתי המראות התאומות שלהם מהווה מעין מראה אחת, גדולה
יותר מכל הטלסקופים הקודמים.
מה יהיה השלל הלילה?
צמד גלקסיות מתנגשות במרחק מיליארדי שנות אור מאיתנו?
כוכב גוסס, נופח את נשימתו האחרונה שתהפוך לערפילית פלנטרית?
או אולי כוכב לכת מחוץ למערכת השמש, שעליו יכולים להתקיים חיים?
בסרו פאראנאל במדבר אטאקאמה בצ'ילה, המקום היבש ביותר על פני כדה"א
אנו מוצאים את המיכשור האסטרונומי הגדול ביותר שנבנה אי פעם:
Very Large Telescope (VLT) האירופאי
ה-VLT הוא למעשה ארבעה טלסקופים הפועלים כאחד.
בכל אחד מהם יש מראה בקוטר 8.2 מטרים.
אנטו.
קוואיאן.
מליפאל.
יפון.
שמותיהם של השמש, הירח, צלב הדרום ונוגה בשפת הילידים - מאפוצ'ה.
המראות הענקיות נוצקו בגרמניה, לוטשו בצרפת, הובלו לצ'ילה דרך הים,
ואז בזהירות ובאיטיות הוסעו דרך המדבר.
עם שקיעת החמה, חיפוי הטלסקופ נפתח.
אור הכוכבים נופל על מראות ה-VLT.
תגליות חדשות נחשפות.
קרן לייזר מפלחת את שמי הלילה.
היא מקרינה "כוכב מלאכותי" על האטמוספירה
90 קילומטרים מעל ראשינו.
חיישני חזית-גל מודדים כיצד מתעוותת תמונת הכוכב
ע"י מערבולות באטמוספירה.
ואז, מחשבים מהירים מורים למראה גמישה כיצד
לשנות צורתה כדי לתקן את העיוות בצורת הכוכב.
בעצם, מפסיקים את "נצנוץ" הכוכבים.
שיטה זו נקראת אופטיקה אדאפטיבית והיא מעשה הקסם הגדול
של האסטרונומיה בת ימינו.
בלעדיה, תמונת היקום שאנו רואים הייתה מטושטשת ע"י האטמוספירה.
בעזרתה, התמונות שאנו מקבלים הן חדות כתער.
מעשה הקסם האופטי השני ידוע בשם אינטרפרומטריה.
הרעיון הוא לקחת את האור משני טלסקופים נפרדים
לאחד אותו מחדש בנקודה יחידה, תוך כדי שימור
התזוזות היחסיות בין גלי האור.
אם עושים זאת מספיק מדויק התוצאה היא ששני הטלסקופים
מתנהגים כאילו היו חלק ממראה אחת, עצומה
שגודלה שווה למרחק בין שניהם.
אפשר לומר שאינטרפרומטריה מעניקה לטלסקופ "ראיית-עיט".
היא מאפשרת לטלסקופים קטנים להגיע ליכולת להראות פרטים
שבדרכים רגילות תיתכן רק עם טלסקופים הרבה יותר גדולים.
הטלסקופים התאומים ע"ש קק על המאונה קאה בדרך כלל מתפקדים
כאינטרפרומטר.
במקרה של ה-VLT, אפשר להשתמש בכל ארבעת הטלסקופים ביחד.
בנוסף, כמה טלסקופים קטנים יותר
יכולים להצטרף כ"כוח עזר" על מנת לחדד את התמונה עוד יותר.
טלסקופים גדולים אחרים נמצאים על פני כל כדור הארץ.
סובארו וג'מיני-צפון, על המאונה קאה.
ג'מיני-דרום והטלסקופים המגלאניים בצ'ילה.
הטלסקופ ה"דו-עיני" הגדול באריזונה.
הם נבנו באתרים הטובים ביותר שניתן למצוא
גבוהים ויבשים, צלולים וחשוכים.
עיניהם גדולות כמו בריכות שחיה.
כולם מצוידים באופטיקה אדאפטיבית כדי להתגבר על הטשטוש
שגורמת האטמוספירה.
לפעמים יש להם יכולת הפרדה של טלסקופ מפלצתי ממש
תודות לאינטרפרומטריה.
הנה מה שהם הראו לנו.
כוכבי לכת.
ערפיליות.
הגדלים האמיתיים והצורות המעוותות של כמה כוכבים.
כוכב לכת קר המקיף ננס חום.
כוכבים ענקיים המסתחררים סביב למרכז גלקסיית שביל החלב שלנו
מונעים ע"י כוח המשיכה של חור שחור סופר-מסיבי.
התקדמנו כברת דרך רצינית מאז ימיו של גלילאו.
מכסף לסיליקון
לפני 400 שנה, כאשר גלילאו גלילאי רצה להראות לאחרים את מה שהוא
ראה דרך הטלסקופ שלו, הוא נאלץ להשתמש בשרטוטים.
פניו המחוטטים של הירח.
מחול הירחים של צדק.
כתמי שמש.
או הכוכבים באוריון.
הוא אסף את השרטוטים שלו ופרסם אותם בספר קטן
"השליח הכוכבי".
רק בדרך זו הוא יכול לחלוק את תגליותיו
עם אחרים.
במשך יותר ממאתיים שנה, אסטרונומים נאלצו להיות גם אמנים.
בהציצם מבעד לעיניות, הם הכינו שרטוטים
מפורטים של מה שהם ראו.
הנוף השומם של הירח.
סערה באטמוספירה של צדק.
רעלת גז עדינה בערפילית מרוחקת.
לפעמים הם גם הגזימו בפרשנות של מה שהם ראו.
קווים על פני מאדים נחשבו בטעות כתעלות
שרמזו לקיום חיים תבוניים על פני כוכב הלכת האדום.
כיום אנו יודעים שהתעלות היו אשליה אופטית.
האסטרונומים נזקקו לדרך אובייקטיבית לתעד
את האור שהטלסקופים אספו בלי להעביר את המידע דרך
מוחותיהם וכלי השרטוט שלהם.
הצילום נחלץ לעזרה.
הדאגרוטיפ הראשון של הירח.
הוא הוכן בשנת 1840 ע"י הנרי דרייפר.
הצילום היה קיים פחות מ-15 שנה, אך האסטרונומים כבר
החלו לנצל את האפשרויות המהפכניות הגלומות בו.
איך עבד הצילום?
התחליב הרגיש לאור של לוח צילום הכיל
גרגירים קטנים של הליד כסף.
כשהם נחשפים לאור, הם הופכים כהים.
כך, התוצאה היתה תמונת תשליל של השמיים
עם כוכבים כהים על רקע בהיר.
היתרון האמיתי היה שלוח צילום
יכול להיחשף במשך שעות.
כשאנו מביטים בעינינו בשמי הלילה
לאחר שהן מסתגלות לחשיכה איננו רואים יותר כוכבים
רק כי אנו מתבוננים יותר זמן.
אך זה בדיוק מה שקורה עם לוח צילום.
אנו יכולים לאסוף ולחבר את האור שמצטבר על פני שעות.
כך, חשיפה ארוכה יותר מראה יותר ויותר כוכבים.
ועוד יותר.
ואפילו עוד יותר.
בשנות ה-50, טלסקופ שמידט במצפה פלומאר
שימש לצורך צילום של כל השמיים הצפוניים.
כמעט 2000 לוחות צילום שכל אחד נחשף למשך כמעט שעה.
אוצר בלום של תגליות.
הצילום הפך את האסטרונומיה התצפיתית למדע אמיתי,
אובייקטיבי, ניתן למדידה, וניתן לשחזור.
אך הליד כסף היה אטי.
היה צורך להיאזר בסבלנות.
המהפכה הדיגיטלית שינתה כל זאת.
הסיליקון החליף את הכסף.
הפיקסלים באו במקומם של הגרגירים.
היום אפילו במצלמות הרגילות שלנו איננו משתמשים יותר בסרטי צילום.
במקום זאת, התמונות נאגרות על שבב רגיש לאור.
"התקן צמוד מטען", או CCD בקיצור.
CCD-ים מקצועיים הם יקרים להפליא.
וכדי להגביר את רגישותם מקררים אותם
הרחק מתחת לנקודת הקפאון, באמצעות חנקן נוזלי.
כמעט כל פוטון מתועד.
כתוצאה, זמני החשיפה יכולים להיות הרבה יותר קצרים.
מה שסקר השמיים של הר פלומאר השיג במשך שעה,
CCD יכול להשיג בכמה דקות,
ובאמצעות טלסקופ יותר קטן.
מהפיכת הסיליקון עדיין בעיצומה.
אסטרונומים בנו מצלמות CCD ענקיות
עם מאות מיליוני פיקסלים,
והיד עודנה נטויה.
היתרון הגדול של תמונות דיגיטליות הוא, מן הסתם, שהן דיגיטליות...
הן בנויות לעיבוד ע"י מחשבים.
האסטרונומים משתמשים בתוכנות יעודיות כדי לעבד
את תצפיות השמיים שלהם.
מתיחה, או הגברת ניגוד, יכולה לחשוף פרטים חיוורים ביותר
של ערפיליות או גלקסיות.
קידוד בצבעים מגביר ומדגיש מבנים
שאחרת היו קשים להבחנה.
יתר על כן, ע"י חיבור תמונות רבות של אותו עצם
שנלקחו דרך פילטרים בצבעים שונים, ניתן
להפיק תמונות מרהיבות שמטשטשות את הגבול
שבין אמנות ומדע.
גם אתם יכולים ליהנות מאסטרונומיה דיגיטלית.
מעולם לא היה קל יותר ליהנות
מתמונות מדהימות של היקום.
צילומים של החלל הם תמיד במרחק קליק אחד של העכבר.
טלסקופים רובוטיים, מצוידים בגלאים אלקטרוניים רגישים
מביטים אל השמים, ברגעים אלה ממש.
טלסקופ סלואן בניו מקסיקו צילם
וקיטלג יותר ממאה מליון עצמים שמיימיים,
מדד מרחקים למיליון גלקסיות, וגילה
מאה אלף קוואזרים חדשים.
אלא שסקר אחד אינו מספיק.
היקום משתנה באופן בלתי פוסק.
שביטים קפואים באים והולכים, מותירים שיירים מפוזרים
בשובל שלהם.
אסטרואידים חולפים ביעף.
כוכבי לכת רחוקים מקיפים את כוכבי האם שלהם,
מסתירים זמנית חלק מאור הכוכב.
סופרנובות מתפוצצות, בעוד במקומות אחרים כוכבים חדשים נולדים.
פולסרים פועמים, התפרצויות קרני גאמא מתפוצצות, חורים שחורים סופחים חומר.
כדי לעקוב אחרי כל המחזות הללו של הטבע, האסטרונומים
רוצים לבצע סקרים כל-שמיימיים בכל שנה.
או בכל חודש.
או פעמיים בשבוע.
זוהי לפחות המטרה השאפתנית של "טלסקופ הסקר הסינופטי הגדול".
אם תושלם בנייתו ב-2015, המצלמה שלו, בעלת שלושה גיגא-פיקסלים,
תפתח צוהר ליקום, שיהיה כמו מצלמת רשת.
מעבר לחלומותיהם של האסטרונומים, טלסקופ מחזיר אור זה
יצלם כמעט את כל השמים כל שלושה לילות.
לראות את הבלתי-נראה
כאשר אתם מאזינים ליצירת המוסיקה החביבה עליכם, אוזניכם קולטות
טווח מאוד רחב של תדירויות, החל מהרעמים העמוקים של
הבס, וכלה בצלילים הגבוהים ביותר.
כעת דמיינו שאוזניכם היו רגישות רק לתחום מאוד מוגבל
של תדירויות.
הייתם מחמיצים את רוב החלקים הטובים!
זהו בעיקרון המצב בו אסטרונומים נמצאים.
עינינו רגישות לתחום מאוד צר
של תדירויות אור: האור הנראה.
אנו עיוורים לחלוטין לכל שאר הצורות
של קרינה אלקטרומגנטית.
אלא שיש עצמים רבים ביקום שפולטים
קרינה בחלקים אחרים של הספקטרום האלקטרומגנטי.
למשל, בשנות השלושים התגלה במקרה
שגלי רדיו מגיעים אלינו ממעמקי החלל.
חלק מגלים אלה הם באותה תדירות כמו
תחנת הרדיו האהובה עליכם, אלא שהם חלשים יותר, וכמובן אין
למה להאזין...
כדי "להאזין" לרדיו היקום, יש צורך
במקלט כלשהו: רדיו-טלסקופ.
מלבד עבור אורכי הגל הארוכים ביותר, רדיו-טלסקופ הוא פשוט צלחת,
בדומה למראה הראשית של טלסקופ אופטי.
אך מכיוון שגלי רדיו הם הרבה יותר ארוכים מגלים של אור נראה,
פניה של הצלחת אינם צריכים להיות חלקים
כמו פניה של מראה.
מסיבה זו הרבה יותר קל לבנות
רדיו-טלסקופ גדול, מאשר לבנות טלסקופ אופטי גדול.
כמו כן, בתדירויות רדיו הרבה יותר קל לבצע אינטרפרומטריה,
כלומר, להגביר את יכולת ההפרדה
ע"י צירוף האור משני טלסקופים נפרדים,
כאילו היו חלק מצלחת ענקית אחת.
לדוגמה, ה-Very Large Array (VLA) בניו מקסיקו, מורכב
מ-27 אנטנות נפרדות, כל אחת בקוטר 25 מטרים.
כל אנטנה ניתנת להזזה בנפרד,
ובמצב הקיצוני, הצלחת הדמיונית שהמערך מחקה,
מגיעה לקוטר 36 קילומטרים!
אם כך, איך נראה היקום באמצעות הרדיו?
ראשית, השמש שלנו היא מאוד בהירה בתדירויות רדיו.
כך גם מרכז גלקסיית שביל החלב שלנו.
אך יש עוד.
פולסרים הם "גוויות" כוכבים, מאוד צפופות, שפולטות גלי רדיו
אך באלומה מאוד צרה.
כמו כן, הם מסתובבים סביב צירם בקצב המגיע לכמה אלפי
סיבובים בשניה.
לכן, פולסר נראה כמו מגדלור רדיו מסתובב.
אנו רואים אותם כסדרה מאוד מסודרת ומהירה
של פולסים מאוד קצרים של קרינת רדיו.
מכאן שמם.
מקור קרינת הרדיו הידוע בשם קסיופיאה A הוא למעשה
שריד של סופרנובה שהתפוצצה במאה ה-17.
סנטאורוס A, סיגנוס A, ווירגו A, הם כולם גלקסיות ענקיות
שפולטות כמויות אדירות של גלי רדיו.
כל גלקסיה מונעת ע"י חור שחור ענקי במרכזה.
כמה מגלקסיות רדיו וקוואזרים אלה הם כל כך חזקים
שניתן לגלות את האותות שלהם גם ממרחק של 10 מיליארד שנות אור.
וישנו גם הרחש החלש, בגלי הרדיו הקצרים יחסית
שממלא את כל היקום.
רחש זה ידוע בשם "קרינת הרקע הקוסמית"
והוא מעין הד של המפץ הגדול.
הזוהר השיורי של תחילתו הלוהטת של היקום.
לכל חלק בספקטרום יש סיפור משלו לספר לנו.
בגלים מילימטריים ותת-מילימטריים, אסטרונומים חוקרים
את היווצרות הגלקסיות ביקום המוקדם, ואת מקורם
של הכוכבים וכוכבי הלכת בשביל החלב.
עם זאת, רוב הקרינה הזו נבלעת ע"י אדי המים באטמוספירה שלנו.
כדי לצפות בה, יש לעלות למקום גבוה ויבש.
ללאנו דה צ'אחננטור, למשל.
בגובה חמשה קילומטר מעל פניה הים, הרמה הסוריאליסטית הזו
בצפון צ'ילה היא אתר הבניה של ALMA:
Atacama Large Millimeter Array.
כשיושלם ב-2014, ALMA יהיה המצפה
האסטרונומי הגדול ביותר שנבנה אי פעם.
64 אנטנות, כל אחת במשקל 100 טון, יעבדו ביחד
משאיות ענקיות ימקמו אותן על שטח שגודלו כגולדה של העיר לונדון
כדי לראות יותר פרטים בתמונה, או יקרבו אותן זו לזו
כדי לאפשר שדה ראיה רחב יותר.
כל הזזה שלהן תיעשה בדיוק מילימטרי.
עצמים רבים ביקום זוהרים באור אינפרא-אדום.
קרינה זו התגלתה ע"י ויליאם הרשל, ולעתים היא גם נקראת
"קרינת חום", מכין שהיא נפלטת ע"י כל העצמים שהם יחסית חמים,
ואף ע"י בני אדם.
יתכן שאתם מכירה קרינה זו טוב יותר משאתם חושבים
מכיוון שעל כדה"א, סוג קרינה זה משמש
במתקנים לראיית לילה ובמצלמות.
כדי לגלות קרינה חלשה זו שנפלטת מעצמים רחוקים, אסטרונומים
צריכים להשתמש בגלאים רגישים מאוד, המקוררים לכמה מעלות בודדות
מעל האפס המוחלט, כדי להקטין ככל האפשר את קרינת החום מהגלאים עצמם.
כיום, רוב הטלסקופים האופטיים הגדולים מצוידים גם במצלמות אינפרא-אדום.
הם מאפשרים לנו להתבונן מבעד לענן אבק קוסמי, ולראות
כוכבים צעירים בתוכו. באור נראה פשוט אי אפשר לעשות זאת.
ראו, למשל, את התמונה האופטית הזו של "גנון הכוכבים" באוריון.
וראו כמה שונה היא נראית מבעד ל"עיניה"
של מצלמת אינפרא-אדום!
היכולת לראות באינפרא-אדום היא גם שימושית
כדי לחקור את הגלקסיות הרחוקות ביותר.
כוכבים שאך נולדו בגלקסיה צעירה, זורחים חזק מאוד באור אולטרה-סגול.
אלא שאור אולטרה-סגול זה צריך לנוע בחלל במשך מיליארדי שנים,
דרך היקום המתרחב.
ההתרחבות הזו "מותחת" את גלי האור וכך כשהם נקלטים
על ידינו, הם כבר עברו לתחום האינפרא-אדום.
מכשיר מסוגנן זה הוא הטלסקופ MAGIC בלה פאלמה.
הוא תר את השמיים בחיפושיו אחר קרני גאמא קוסמיות,
הקרינה הכי אנרגטית שידועה בטבע.
למזלנו, קרני הגאמא הקטלניות נחסמות ע"י
האטמוספירה של כדור הארץ.
אך הן כן מותירות מאחוריהן טביעות אצבע לשימושם של האסטרונומים.
לאחר שהן פוגעות באטמוספירה, הן יוצרות "מפולת"
של חלקיקים אנרגטיים.
חלקיקים אלה יוצרים זוהר חוור ש-MAGIC יכול לראות.
הנה הטלסקופ ע"ש פייר אוג'ה שבארגנטינה.
הוא אפילו אינו נראה כמו טלסקופ.
טלסקופ פייר אוג'ה מורכב מ-1600 גלאים, המאכלסים שטח של יותר מ-3000
קילומטרים מרובעים.
הם לוכדים את חלקיקי הקרניים הקוסמיות המגיעים אלינו מסופרנובות רחוקות
וחורים שחורים.
ומה על גלאי הנייטרינים, הבנויים במכרות עמוקים, או מתחת
לפני הים, או בקרח האנטארקטי.
האם ניתן לקרוא להם טלסקופים?
בעצם, למה לא?
ככלות הכל, הם עדיין צופים ביקום, גם אם הם אינם משתמשים
בספקטרום האלקטרומגנטי.
הנייטרינים הם חלקיקים חמקמקים, הנוצרים בשמש
ובהתפוצצויות סופרנובה.
הם נוצרו גם במפץ הגדול עצמו.
בניגוד לחלקיקים יסודיים אחרים, הנייטרינים יכולים לעבור דרך
חומר רגיל, לנוע כמעט במהירות האור, ואין להם כל מטען חשמלי.
למרות שקשה מאוד לחקור חלקיקים אלה, הם מצויים בשפע.
כל שניה, יותר מ-50 ביליון נייטרינים מהשמש
עוברים דרך גופו של כל אחד מאתנו.
לבסוף, אסטרונומים ופיזיקאים בנו במאמץ משולב גלאים לגלוי
גלי גרוויטציה.
"טלסקופים" אלה אינם קולטים קרינה או תופסים חלקיקים.
במקום זאת, הם מודדים "אדוות" זעירות במרקם הבסיסי של ה"מרחב-זמן".
קיומם נחזה ע"י תורת היחסות של אלברט איינשטיין.
עם מגוון מדהים זה של מכשירים, האסטרונומים פתחו את מלוא
הספקטרום של הקרינה האלקטרומגנטית, ואף העזו להרחיק מעבר לו.
עם זאת, יש תצפיות שפשוט אי אפשר לבצע מהאדמה.
התשובה?
טלסקופים בחלל.
מעבר לכדור הארץ
טלסקופ החלל ע"ש האבל.
זהו הטלסקופ המפורסם בהיסטוריה.
ויש לכך סיבה טובה.
האבל גרם למהפכה בתחומים רבים באסטרונומיה.
בסטנדרטים מודרניים, המראה של האבל היא למעשה די קטנה.
קוטרה הוא רק 2.4 מטרים.
אבל מיקומו הוא פשוט לא מהעולם הזה, פשוטו כמשמעו...
גבוה מעל השפעותיה המטשטשות של האטמוספירה, הוא נהנה
מהאפשרות לראות את היקום בחדות.
יתר על כן, האבל יכול לראות אור אולטרה-סגול, ואינפרא-אדום.
סוגי אור שפשוט אי אפשר לראות בטלסקופים על פני האדמה מכיוון
שהאטמוספירה חוסמת אותם.
מצלמות וספקטרוגרפים, שחלקם גדולים כמו תא טלפון
מנתחים ומתעדים את האור שמגיע מחופים קוסמיים רחוקים.
כמו כל טלסקופ על כדור הארץ, האבל משודרג מעת לעת.
אסטרונאוטים מהלכים בחלל ומבצעים משימות תחזוקה.
חלקים מקולקלים עוברים תיקון.
חלקים ישנים מוחלפים בחדשים
עם הטכונולוגיה המתקדמת ביותר.
האבל הפך להיות כוח מניע באסטרונומיה התצפיתית.
הוא שינה את הדרך בה אנו מבינים את היקום.
באמצעות ראייתו החדה, האבל צפה בשינויי עונות על מאדים,
בפגיעת שביט בכוכב הלכת צדק,
במראה מהצד של טבעות שבתאי,
ואף בפני השטח של פלוטו הזעיר.
הוא חשף בפנינו את מחזור החיים של כוכבים, מלידתם וינקותם,
ב"גנון" של ענני גז רוויים באבק, ועד להסתלקותם הסופית:
כערפיליות מעודנות, המועפות לחלל ע"י כוכבים גוססים,
או כהתפוצציות סופרנובה עצומות שמאירות כמעט כמו כל הגלקסיה שלהן.
עמוק בערפילית אוריון, האבל אפילו ראה את מקום לידתן של
מערכות שמש חדשות: דיסקות אבק סביב כוכבים צעירים, שבקרוב
יתגבשו לכדי כוכבי לכת.
טלסקופ החלל חקר אלפי כוכבים בצבירים כדוריים
ענקיים - משפחות הכוכבים העתיקות ביקום.
וכמובן, גלקסיות.
אסטרונומים מעולם לא ראו לפני כן כל כך הרבה פרטים.
גלקסיות ספירליות מלכותיות, שבילי אבק בולעי אור, התנגשויות אלימות
חשיפות ארוכות ביותר של אזורים ריקים בשמים, גילו
אלפי גלקסיות חיוורות במרחק מיליארדי שנות אור מאתנו.
פוטונים שנפלטו כשהיקום עוד היה צעיר.
צוהר לעבר הרחוק, השופך אור
על היקום שאינו מפסיק להתפתח.
האבל אינו הטלסקופ היחיד בחלל.
זהו הטלסקופ ע"ש ספיצר, של נאסא, ששוגר באוגוסט 2003.
אפשר לומר שהוא מקבילו של האבל באינפרא-אדום.
המראה של ספיצר היא רק בקוטר 85 סנטימטרים.
אך הטלסקופ מוסתר מאחורי מגן חום שמסוכך עליו
מפני חומה של השמש.
הגלאים שלו שמורים בתוך מיכלים המכילים הליום נוזלי.
כאן הגלאים מקוררים לטמפרטורה של כמה מעלות בלבד
מעל האפס המוחלט.
הקירור מאפשר להם רגישות מאוד מאוד גבוהה.
ספיצר חשף לפנינו יקום מלא אבק.
ענני אבק כהים ואטומים לאור זוהרים באור אינפרא-אדום כשהם מחוממים
מבפנים.
גלי הלם של התנגשויות גלקסיות סוחפים אבק בטבעות
ובכוחות גאות, ויוצרים אתרים חדשים ליצירת כוכבים.
אבק נוצר גם בעקבות מותו של כוכב.
ספיצר גילה שערפיליות פלנטריות ושיירי סופרנובות מלאים
בגרגירי אבק - אבני הבניין החיוניות ליצירת כוכבי לכת.
באורכי גל אחרים, ספיצר יכול לראות דרך
ענן אבק, ולגלות את הכוכבים בתוכו, המסתתרים בליבתו הכהה.
לבסוף, הספקטרוגרפים של טלסקופ החלל חקרו
את האטמוספירות של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש - ענקי גז כמו צדק
שסובבים את כוכבי האם שלהם בקצב מסחרר של כמה ימים להקפה.
מה באשר לקרני איקס וקרני גאמא?
אלה חסומות לחלוטין ע"י האטמוספירה של כדור הארץ,
וללא טלסקופים בחלל,האסטרונומים היו עיוורים לחלוטין
לצורות קרינה אנרגטיות אלה.
טלסקופים של קרני איקס וקרני גאמא הממוקמים בחלל חושפים את
היקום האנרגטי והאלים של צבירי גלקסיות, חורים שחורים,
התפוצצויות סופרנובה, והתנגשויות גלקסיות.
אלא שמאוד קשה לבנות טלסקופים אלה.
קרינה אנרגטית פשוט עוברת דרך מראה רגילה.
קרני איקס ניתן למקד רק באמצעות מראות זהב הממוקמות זו בתוך זו.
כדי לחקור קרני גאמא יש צורך במצלמות חריר מתוחכמות
או במערך סינטילטורים שפולטים הבזקים קצרים באור רגיל
כאשר פוגע בהם פוטון של קרינת גאמא.
בשנות התשעים, נאסא שיגרה והפעילה את "מצפה קומפטון לקרני גאמא".
באותו זמן, הוא היה הלווין המדעי הגדול והמסיבי ביותר
ששוגר אי פעם.
מעבדת פיסיקה מושלמת בחלל.
בשנת 2008 ירש את מקומו של קומפטון GLAST:
Gamma Ray Large Area Space Telescope.
הוא יחקור כל נושא ביקום השייך לתחום האנרגיות הגבוהות,
החל מחומר אפל וכלה בפולסרים.
בינתיים, יש לאסטרונומים שני טלסקופים של קרני איקס בחלל.
מצפה קרני איקס ע"ש צ'אנדרה, של נאסא ומצפה XMM-Newton של סוכנות החלל האירופית.
שניהם חוקרים את המקומות החמים ביותר ביקום.
כך נראים השמיים כשמשתמשים בראיית קרני איקס.
הכתמים הנרחבים הם ענני גז, שהתחממו לטמפרטורות של מליוני מעלות
ע"י גלי הלם בשיירי סופרנובות.
נקודות האור הבהירות הם למעשה כוכבים כפולים הפולטים קרני איקס:
כוכבי ניוטרונים או חורים שחורים ששואבים חומר מבן זוגם הכוכבי.
הגז הלוהט הזה פולט קרני איקס בנופלו פנימה.
בדדרך דומה, טלסקופים של קרני איקס מגלים חורים שחורים סופר-מאסיביים
בליבותיהן של גלקסיות רחוקות.
החומר שמסתחרר פנימה מתחמם מספיק כדי לזהור בקרינת איקס
בדיוק לפני שהוא נזרק לתוך החור השחור ונעלם מעינינו.
גז לוהט אך דליל גם ממלא את החלל שבין גלקסיות בודדות
בצביר של גלקסיות.
לעתים, הגז שבצביר כזה מתלהט עוד יותר
ע"י התנגשויות והתמזגויות של צבירי גלקסיות.
תופעה מסעירה עוד יותר היא התפרצויות קרני גאמא, האירועים
האנרגטיים ביותר ביקום.
אלה הם התפוצצויות קטסטרופליות המציינות את סופם של כוכבים מסיביים מאוד,
הסובבים במהירות סביב צירם.
תוך פחות משניה, הן משחררות אנרגיה בכמות גדולה מזו שהשמש משחררת
במשך 10 מיליארד שנה.
האבל, ספיצר, צ'אנדרה, XMM-Newton ו-GLAST,
הם כולם ענקים רב תכליתיים.
אך יש טלסקופים בחלל שהם הרבה יותר קטנים עם משימות
מוגדרות הרבה יותר.
למשל, COROT,
לוויין צרפתי זה מוקדש לסייסמולוגיה של כוכבים ולמחקר
של כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש.
או Swift, של נאסא, מצפה משולב של קרני איקס וקרני גאמא
שמטרתו לפתור את המסתורין של התפרצויות קרני גאמא.
ישנו גם ה-WMAP, "גשוש האניזוטרופיה בגלי מיקרו ע"ש וילקינסון".
בתוך כשנתיים בחלל, הוא מיפה את קרינת הרקע
הקוסמית בפירוט חסר תקדים.
WMAP איפשר לקוסמולוגים להביט מקרוב באחד
השלבים היותר מוקדמים של היקום, לפני יותר מ-13 מיליארד שנה.
פתיחתו של גבול החלל היתה אחת
מההתפתחויות בהיסטוריה של הטלסקופ.
אם כך, מה השלב הבא?
מה הלאה?
באריזונה, נוצקה המראה הראשונה
של טלסקופ מגלאן הענק.
המכשיר הענק הזה ייבנה במצפה
לאס קאמפאנאס בצ'ילה.
שבע המראות שלו, כל אחת בקוטר של יותר משמונה מטרים,
תסודרנה במערך דמוי עלי כותרת של פרח.
ביחד, הן תאסופנה כמות אור
גדולה פי ארבע מזו שיכול לאסוף כל טלסקופ אחר היום.
טלסקופ שלושים המטרים של קליפורניה, המתוכנן להיבנות ב-2015
הוא מעין גירסה ענקית של הטלסקופ ע"ש קק.
מאות מקטעים בודדים יוצרים מראה עצומה אחת
גבוהה כבניין בן שש קומות.
באירופה, משלימים את התכנון ל-Extremely Large Telescope.
עם קוטר של 42 מטרים, המראה שלו תהיה בגודל של
בריכת שחיה אולימפית - פי שנים מהשטח של
טלסקופ שלושים המטרים.
"מפלצות" עתידניות אלה, המיועדות לתצפיות באינפרא-אדום
יצוידו במכשירים רגישים ובאופטיקה אדפטיבית.
הם אמורים להראות את הדור הראשון של הגלקסיות
והכוכבים בהסטוריה של היקום.
יתר על כן, יתכן שהם יספקו לנו את התמונה הראשונה אי פעם
של כוכב לכת במערכת שמש אחרת.
עבור רדיו-אסטרונומים, 42 מטרים אינם כה מרשימים.
הם מחברים יחד הרבה מכשירים קטנים יחסית כדי
ליצור מקלט הרבה יותר גדול.
בהולנד, Low requency Array, או LOFAR
נמצא בשלבי בניה.
סיבים אופטיים יקשרו 30000 אנטנות למחשב-על מרכזי.
בעיצוב החדשני אין כל חלקים נעים, אך הוא מסוגל לצפות
בשמונה כיוונים שונים בו זמנית.
הטכנולוגיה של LOFAR בוודאי תמצא דרכה אל Square Kilometre Array,
שמככב כעת בראש רשימת השאיפות
של הרדיו-אסטרונומים.
המערך הבינלאומי ייבנה באוסטרליה או בדרום אפריקה.
אנטנות צלחת גדולות ומקלטים קטנים יחברו יחד כדי לספק
תמונות מפורטות להדהים של שמי הרדיו.
עם שטח איסוף כולל של קילומטר מרובע,
המערך החדש יהיה ללא ספק מכשיר הרדיו הרגיש ביותר
שנבנה אי-פעם.
גלקסיות מתפתחות, קוואזרים רבי עוצמה, פולסרים מהבהבים,
אף מקור של גלי רדיו לא יחמוק מהעיניים הבולשות
של Square Kilometre Array.
המכשיר אף יחפש אותות רדיו היפותטיים
של ציויליזציות חוצניות.
ומה עם החלל?
ובכן, לאחר משימות התחזוקה החמישית והששית של האבל,
הטלסקופ יהיה בשרות פעיל עד 2013, לערך.
בערך בזמן זה ישוגר יורשו של האבל.
נא להכיר: טלסקופ החלל ע"ש ג'יימס ווב, טלסקופ אינפרא-אדום
הנקרא ע"ש אחד ממנהלי נאסא בעבר.
ברגע שהוא יהיה בחלל, המראה שלו, בקוטר 6.5 מטרים, תיפתח
ממש כמו פרח - מראה רגישה פי שבע יותר מזו של
האבל.
מגן שמש גדול ידאג שכל האופטיקה והמכשירים
שדורשים קירור יהיו בצל תמידי, מה שיאפשר להם לפעול
בטמפרטורה המקפיאה של מינוס 233 מעלות צלזיוס.
טלסקופ החלל ע"ש ג'יימס ווב לא יקיף את כדור הארץ.
במקום זאת, הוא "יחנה" במרחק 1.5 מיליון קילומטרים
מהפלנטה שלנו, בעצם במסלול רחב סביב השמש.
לפני חצי מאה, טלסקופ הייל על הר פלומאר
היה הגדול בהסטוריה.
כעת, טלסקופ יותר גדול ממנו ישוגר למעמקי החלל.
אפשר רק לשער אילו תגליות מדהימות הוא יאפשר.
השארו עמנו!
בינתיים, מהנדסים יצירתיים חושבים כל הזמן
על עיצובים מהפכניים לטלסקופים.
בקנדה, מדענים בנו את מה שהם מכנים "טלסקופ מראה נוזלית".
בטלסקופ כזה אור הכוכבים משתקף לא ע"י
מראה מוצקה, אלא ע"י פני השטח המעוגלים של
מאגר של כספית נוזלית.
בגלל עיצובם המיוחד, טלסקופי כספית יכולים להביט רק בכוון מעלה.
אך יתרונם הוא בכך שהם זולים יחסית
וקלים לבניה.
רדיו-אסטרונומים מעוניינים להציב מערך דמוי-LOAFR של אנטנות
קטנות על פני הירח, רחוק ככל האפשר
ממקורות ארציים של הפרעות.
מי יודע, אולי יום אחד יהיה אפילו טלסקופ
אופטי גדול על הצד המרוחק של הירח.
בעזרת טלסקופים בחלל ודיסקות מסתירות, אסטרונומים של קרני איקס,
מקווים לשפר מאוד את ראייתם
בעתיד.
יתכן שהם אף יצליחו לראות ממש את שפתו
של חור שחור.
יום אחד, עוד יתכן שהטלסקופ יענה על אחת השאלות העמוקות
ביותר שמעסיקות את האנושות: האם אנו לבד ביקום?
אנו יודעים שקיימות מערכות שמש אחרות.
אנו חושדים שאפילו יש כוכבי לכת דומים לכדור הארץ, עם
מים נוזלים.
אבל
האם קיימים חיים?
מסתבר שקשה למצוא כוכבי לכת מחוץ למערכת השמש.
לעתים הם מסתתרים מהאסטרונומים בתוך האור
הבהיר שמוקרן מכוכבי האם שלהם.
יתכן שאינטפרומטרים שישוגרו לחשכת החלל יוכלו
לספק תשובה חדשנית.
ממש עכשיו בוחנים בנאסא פרויקט חדש שייקרא
Terrestrial Planet Finder (TPF).
ובאירופה, מדענים מתכננים את המערך ע"ש דארווין.
ששה טלסקופי חלל שיקיפו את השמש במבנה.
לייזרים ינטרו את המרחקים ביניהם בדיוק של ננומטרים.
ביחד הם ייצרו כוח הפרדה עצום, וכך ימזערו את השפעת
האור מהכוכבים השכנים, כך שהמדענים ממש יוכלו לראות
כוכבי לכת דמויי כדה"א סביב כוכבים אחרים.
בשלב הבא האסטרונומים יצטרכו לבחון את האור שמוחזר מכוכבי הלכת שיתגלו.
באור זה תהיה טביעת האצבע הספקטרלית של האטמוספירה של כוכב הלכת.
מי יודע, אולי עוד 15 שנה נגלה את החתימות הספקטרליות
של חמצן, מתאן ואוזון.
סמני החיים.
היקום מלא בהפתעות.
השמיים אינם מפסיקים להרשים.
אין פלא שמאות אלפי אסטרונומים חובבים
ברחבי העולם יוצאים מדי לילה בהיר להתפעל
מהיקום.
הטלסקופים שלהם הרבה יותר טובים מהמכשירים
בהם השתמש גלילאו.
התמונות הדיגיטליות שלהם אף עולות באיכותן על הצילומים שנעשו
ע"י אסטרונומים מקצועיים רק לפני כמה עשורים.
החיפוש של האסטרונומים אחר הבנה של היקום, חקר
היקום באמצעות טלסקופים, הוא רק בן 400 שנה.
עדיין קיימים הרבה שטחים שלא מופו.
עשינו כברת דרך ארוכה מאז שגלילאו החל למפות את השמים
עם הטלסקופ שלו, לפני ארבע מאות.
היום אנו עדיין צופים ביקום עם טלסקופים
לא רק מכדור הארץ אלא גם מהמרחבים העצומים של החלל.
מהות האנושיות נמצאת במאגר האינסופי
של גאונות וסקרנות.
אנו רק התחלנו לענות על כמה מהשאלות
הגדולות ביותר שנשאלו.
גילינו כבר יותר מ-300 כוכבי לכת סביב כוכבים אחרים
בשביל החלב, ומצאנו מולקולות אורגניות על כוכבי לכת
סביב כוכבים במרחקים עצומים מאיתנו.
התגליות המדהימות האלה אולי נראות כמו פסגת החקר האנושי,
אבל ללא ספק הטוב ביותר עדיין לפנינו.
גם אתם יכולים להצטרף למגלים.
הביטו למעלה ושאלו.