radiotelescopi un universo di dati

Da bambino, non associavo il cielo notturno alla scienza – era solo una di quelle parti meravigliose e magiche della natura. Ma guardare il pianeta Marte per la prima volta quando un bambino di 12 anni con mio padre ha catalizzato tutto per me. Mi sono appena innamorato dell’astronomia.

Mi sono reso conto che l’astronomia non era solo per i vecchi con le parrucche come Isaac Newton: era un’opportunità moderna e tangibile per me di andare all’università e diventare uno scienziato.

Da allora ho contribuito a costruire alcuni dei telescopi più potenti del mondo, ma in realtà non ne ho mai posseduto uno. Abbiamo appena visto un articolo sul giornale che diceva che si poteva vedere Marte ad occhio nudo, quindi abbiamo trovato una mappa stellare in un op shop: il 1957 L’atlante stellare di Norton. Era questa bella, vecchia cosa rilegata con pagine e pagine di diversi punti di vista del cielo notturno in diverse costellazioni. L’ho scoperto completamente.

Posso tranquillamente definirla un’ossessione. Mi sono unito alla mia Società Astronomica locale e alcuni dei membri avevano telescopi attraverso i quali potevo guardare in speciali notti di osservazione. andino Quello me lo ha fatto associare alla scienza. Mi sono reso conto che l’astronomia non era solo per i vecchi con le parrucche come Isaac Newton: era un’opportunità moderna e tangibile per me di andare all’università e diventare uno scienziato. Ho finito per fare il mio dottorato di ricerca in radioastronomia al Jodrell Bank Observatory, University of Manchester, UK.

Radiotelescopio Lovell
Il Lovell Telescope era il più grande radiotelescopio a parabola orientabile del mondo, con un diametro di 76,2 m (250 piedi), quando fu costruito a metà degli anni ’50. Credito: onfilm/Getty Images

L’incredibile telescopio Lovell che si trova lì è largo 76 metri. È fondamentalmente un gigantesco secchio per raccogliere le onde radio dallo spazio. Le onde radio sono esattamente come la luce, solo una specie di versione truccata e sovradimensionata che si estende su una lunghezza d’onda più lunga.

Con i radiotelescopi, possiamo vedere cose accadute miliardi di anni fa. È una macchina del tempo.

Per il mio dottorato ho studiato come si formano le stelle. In realtà sono nati all’interno di nuvole dense, polverose e scure nello spazio interstellare. E non possiamo vedere dentro quelle nuvole con una luce normale. Ma con le onde radio, possiamo vedere molto in profondità in queste nuvole, e possiamo effettivamente misurare la chimica al loro interno e accertare le condizioni fisiche e magnetiche in cui queste stelle si stanno formando.

Lisa Harvey Smith
Professoressa Lisa Harvey-Smith.

Le onde radio ci aiutano a vedere l’inizio dell’universo. La luce del Big Bang viene dilatata dall’espansione dell’universo in uno spettro di radiofrequenze. Con i radiotelescopi, possiamo vedere cose accadute miliardi di anni fa. È una macchina del tempo.

Nel 2012 ho iniziato a lavorare come Project Scientist del CSIRO per lo Square Kilometer Array Telescope. Lo SKA avrà 130.000 antenne individuali nell’Australia occidentale e molte centinaia di antenne in Sud Africa. Avrà enormi aree di raccolta per vedere cose molto, molto deboli nell’universo lontano, cose che non abbiamo mai visto prima. E la massiccia diffusione dei telescopi ci darà una risoluzione molto alta per vedere i dettagli.

Saremo in grado di creare immagini, in modo che le persone possano capire cosa stiamo rilevando, ma le immagini radio sono un po’ brutte. Tutto ciò che veramente misuriamo con questi telescopi è una tensione in un pezzo di filo. Quindi dobbiamo usare il falso colore per trasformarlo abilmente in un’immagine in un processo estremamente complesso che richiede un supercomputer e molta matematica. Non otteniamo le belle immagini prodotte da telescopi come Hubble e JWST, ma siamo benedetti dalle informazioni che raccogliamo.


Per saperne di più: Il radiotelescopio a bassa frequenza di SKA promette un primo sguardo all’origine dell’Universo.


La costruzione dovrebbe iniziare molto presto, probabilmente l’anno prossimo. E nei prossimi anni ci saranno infrastrutture e test in corso. Quindi possiamo iniziare a guardare all’inizio del tempo – meno di mezzo miliardo di anni dopo il Big Bang, 13,2 miliardi di anni fa. Dovremmo essere in grado di vedere la formazione delle prime stelle e galassie e avere un quadro di come è avvenuto questo processo. Comincerà davvero a raccontarci una storia dell’universo primordiale, la creazione di ciò che vediamo oggi e la creazione di noi. Vogliamo assistere al momento in cui l’universo si riempì di luce di stelle e galassie: la fine dei secoli bui cosmici.

Sono stato anche lo scienziato del progetto per il telescopio australiano SKA Pathfinder per circa sette anni. È il telescopio da rilevamento più capace e veloce del suo genere al mondo. In realtà ho pesato un buco nero supermassiccio usandolo: si trattava di circa 3,8 miliardi di masse solari, un buco nero molto pesante causato dalla collisione di almeno due galassie.

Il telescopio australiano per chilometri quadrati Pathfinder (askap).
Antenne del telescopio Australia Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) del CSIRO presso l’Osservatorio di radioastronomia Murchison nell’Australia occidentale. Crediti: CSIRO

Quel telescopio ci ha aiutato a scoprire cose incredibili come Fast Radio Bursts in tutto l’universo: queste esplosioni molto misteriose che si spera ci insegneranno presto di più sulle collisioni tra stelle dense o buchi neri, o qualunque cosa finiscano per essere. Non lo sappiamo ancora.

La prossima grande cosa davvero in astronomia è effettivamente essere in grado di dare un senso a questo enorme volume di dati.

L’enorme quantità di dati creata da questi nuovi telescopi è assolutamente sbalorditiva. L’australiano SKA Pathfinder, da solo, produce dati grezzi a una velocità di 72 trilioni di bit al secondo. Lo SKA sarà molto di più: supererà di molte volte il traffico Internet globale, solo un enorme torrent. La prossima grande cosa davvero in astronomia è effettivamente essere in grado di dare un senso a questo enorme volume di dati.

Possiamo ottenere tutte le informazioni che vogliamo dall’universo, ma la parte difficile è estrarne un significato. Le competenze informatiche degli astronomi sono aumentate enormemente di recente: ci sono molti progetti ora in cui le persone stanno facendo dottorati di ricerca sull’apprendimento automatico e sull’intelligenza artificiale, sviluppando algoritmi per rilevare automaticamente oggetti interessanti. Questa è la vera punta di diamante che sta accadendo in questo momento.

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