غزال زیاری: بزرگترین دوربین دیجیتالی جهان رسما آماده است تا فیلمبرداری از “برترین فیلم‌های تمام دوران” را شروع کند. مهندسان و دانشمندان وزارت انرژی آمریکا در آزمایشگاه ملی شتاب‌دهنده SLAC، از تکمیل این دوربین برای بررسی میراث فضا و زمان خبر دادند.
دوربین Legacy Survey of Space and Time (LSST) ، حدود ۳۰۰۰ کیلوگرم وزن دارد و به اندازه تقریبی یک اتومبیل است و از آن برای ثبت اطلاعات جدید درباره ماهیت ماده تاریک و انرژی تاریک استفاده خواهد شد.
فرآیند ساخت این دوربین حدود ۲ دهه طول کشیده و حالا این دوربین ۳۲۰۰ مگاپیکسلی به رصدخانه Vera C.Rubin که در ارتفاع ۲۷۰۰ متری در منطقه سررو پاچون شیلی قرار دارد، منتقل شده است. پس از اتصال دوربین LSST به تلسکوپ نقشه‌برداری Simonyi در اواخر سال جاری، لنزهای دوگانه ۱.۵ متری و یک متری آن، برای بررسی ده ساله منظومه شمسی، کهکشان راه شیری و به علاوه آسمان مورد استفاده قرار خواهند گرفت.
فقط کافی است تصور کنید که از یک صفحه کانونی که عرض یک دهم تار موی انسان است، در کنار پیکسل‌های ۱۰ میکرونی، چه جزئیاتی می‌توان به دست آورد. آرون رودمن، پروفسور SLAC و معاون رصدخانه روبین و سرپرست برنامه دوربین، توانایی این دوربین را این گونه وصف کرده: ثبت جزئیات توپ گلف از فاصله ۲۴ هزار متری.
تصاویری که دوربین ثبت خواهد کرد
او به این نکته اشاره کرده که این دوربین قسمتی از آسمان را هفت برابر عریض‌تر از ماه کامل به تصویر می‌کشد و تصاویر به دست آمده از آن شامل میلیاردها ستاره و کهکشان و بینش جدیدی از ساختار کیهان را در اختیار دانشمندان قرار خواهد داد.
دوربین LSST، به دنبال شواهدی از عدسی گرانشی ضعیف نیز خواهد بود که زمانی رخ می‌دهند که جرم گرانشی یک کهکشان غول‌پیکر، مسیرهای نوری را از کهکشان‌های پشت سرش خم می‌کند. تجزیه و تحلیل این داده‌ها به محققان کمک خواهد کرد تا نگاه بهتری به نحوه توزیع جرم در سراسر کیهان و همچنین نحوه تغییر توزیع آن در گذر زمان داشته باشند.
این در عین حال به ستاره‌شناسان کمک می کند تا راه‌های جدیدی برای کشف چگونگی تاثیر انرژی تاریک بر انبساط کیهان در اختیار داشته باشند.
سرعت کند شاترها
برای دستیابی به این اهداف، دوربین LSST می‌بایست چیزی فراتر از یک دوربین دیجیتال نقطه‌ای کوچک باشد. گرچه لنزهایی مثل لنزهای داخل موبایل‌های هوشمند، اغلب شاترهای فیزیکی ندارند، ولی از همین لنزها هم در دوربین‌های SLR استفاده می‌شود. با این وجود، سرعت شاتر آنها به اندازه شاترهای دوربین LSST پائین نیست.
اندی راسموسن، فیزیکدان و کارمند SLAC و دانشمند یکپارچه‌سازی و تست دوربین LSST در این باره گفته:« سنسورهای دوربین LSST، به عمد بسیار آهسته‌تر کار می‌کنند. شاتر برای حدود ۱۵ ثانیه برای نوردهی باز است و پس از آن دو ثانیه برای خواندن اطلاعات بسته می‌شود.»
این سرعت حلزونی به اپراتورهای دوربین LSST این امکان را می‌دهد که با نویز کمتر (حدود ۶ تا ۷ الکترون) مقابله کرده و در نتیجه بتوانند فضاهای تاریکتری از آسمان را به تصویر بکشند.
راسموسن ادامه داد:« ما به سنسورهای کندی نیاز داریم که بتوانیم بگوئیم که فضای تاریک آسمان، واقعا تاریک است و در عین حال بتوانیم اجسام بسیار کم نور در آسمان را اندازه‌گیری کنیم. در طول این بازخوانی ۲ ثانیه‌ای، باید جلوی ورود نور اضافه به دوربین را بگیریم. به همین دلیل است که یک شاتر داریم که یکی از چندین مکانیزم داخل دوربین است.»
برای اطمینان بیشتر، اپراتورها می‌توانند اندازه‌گیری اشیای کم نور را ضبط کنند و با کاهش دمای محیط تا نزدیک به منفی صد درجه سانتیگراد، فعالیت اتمی را در نزدیک نقطه کانونی دوربین LSST کاهش دهند.
کیهان‌شناسان قصد دارند تا با بهره‌گیری از این دوربین، فراتر از تحقیقات درباره ماده و انرژی تاریک، سرشماری دقیق و جدیدی در منظومه شمسی انجام دهند. طبق برآورد محققان، تصاویر جدید می‌تواند تعداد اجرام شناخته شده را تا ضریب ۱۰ افزایش دهد و بدین ترتیب بینش بیشتری درباره چگونگی شکل‌گیری منظومه شمسی ارائه خواهد شد و به علاوه ردیابی سیارک‌های اشتباهی که ممکن است به زمین بسیار نزدیک باشند با راحتی بیشتری انجام خواهد گرفت.
کتی ترنر، مدیر برنامه مرز کیهانی وزارت انرژی در این باره گفته:« حالا بیش از هرزمان دیگری، گسترش درک ما از فیزیک بنیادی، مستلزم نگاه بیشتر به کیهان است. با نصب دوربین LSST، محققان در مسیر پاسخ دادن به برخی از سخت‌ترین و مهم ترین سوالات فیزیک روز دنیا قرار خواهند گرفت.»
منبع: popsci
۵۸۵۸
