في أستراليا وجنوب إفريقيا ، هناك سلسلة من التلسكوبات الراديوية التي سينضم إليها قريبًا عدد من المرافق المنشأة حديثًا لتشكيل صفيف كيلومتر مربع (سكا). بمجرد إنشائه ، سيكون لدى SKA منطقة تجميع تبلغ مساحتها مليون متر مربع (ما يقرب من 2 مليون ياردة مربعة). سيكون أيضًا أكثر حساسية 50 مرة من أي تلسكوب لاسلكي قيد التشغيل حاليًا ، وسيكون قادرًا على إجراء عمليات مسح أسرع بعشرة آلاف مرة.
خلال اجتماع تاريخي عُقد في 29 يونيو 2021 ، صوتت الدول الأعضاء التي يتألف منها مجلس SKAO ابدأ البناء . بحلول أواخر عام 2020 ، عندما يُتوقع أن يبرز أول ضوء لها ، ستتألف المصفوفة من آلاف الأطباق وما يصل إلى مليون من الهوائيات منخفضة التردد. سيمكنها ذلك من إجراء جميع أنواع العمليات العلمية ، من مسح الفترات المبكرة في الكون إلى البحث عن ذكاء خارج كوكب الأرض (SETI).
يعتمد SKA في جوهره على عملية تعرف باسم قياس التداخل ، حيث يتم جمع الضوء من المصادر الكونية بواسطة تلسكوبات متعددة ثم يتم دمجها لإنشاء صور عالية الدقة. بالنسبة للتلسكوبات الراديوية ، تتمتع هذه التقنية بميزة إضافية تتمثل في السماح بالمراقبة حيث تتوفر فقط مجموعة فرعية من المصفوفة الكاملة. مع مساحة التجميع الكبيرة هذه ، ستسمح SKA لجميع أنواع العلوم الثورية.
جهد كبير
يتكون SKA من أربعة 'مرافق السلائف' ، والتي تشمل ميركات و ال عصر الهيدروجين من مصفوفة إعادة التأين (HERA) في جنوب إفريقيا ، و الاسترالية SKA باثفايندر (ASKAP) و مصفوفة مورشيسون وايدفيلد (MWA) في أستراليا. علاوة على ذلك ، هناك أيضًا منشآت 'pathfinder' الموجودة خارج هذين البلدين ، والتي تتكون من مصفوفة تلسكوب ألين في شمال كاليفورنيا و صفيف التردد المنخفض (LOFAR) في هولندا.
تنقسم هذه المرافق إلى شبكتين محددتين SKA-Low و SKA-Mid ، والتي تصف نطاق التردد اللاسلكي الذي ستغطيه. يأتي قرار الموافقة على البناء في أعقاب اثنين من معالم التطوير الرئيسية لـ SKAO. أولاً ، تم نشر وثيقتين رئيسيتين في العام الماضي ، وهما اقتراح إنشاء المرصد و إنشاء المرصد وخطة التسليم ، و ملخص تنفيذي لكليهما.
الوثائق هي تتويج لأكثر من سبع سنوات من التصميم والهندسة من قبل أكثر من 500 خبير من 20 دولة ، وكان الغرض منها اختبار التقنيات اللازمة لبناء وتشغيل أكبر مجموعة تلسكوبات لاسلكية تم بناؤها على الإطلاق. ثانياً ، كان هناك إنشاء SKAO كمنظمة حكومية دولية ، والذي تم في وقت سابق من هذا العام. كما قال المدير العام لـ SKAO البروفيسور فيليب دياموند في SKAO الأخير خبر صحفى :
'أنا منتشي. لقد مرت 30 عاما على صنع هذه اللحظة. اليوم ، تخطو البشرية قفزة عملاقة أخرى من خلال الالتزام ببناء أكبر مرفق علمي من نوعه على هذا الكوكب ؛ ليس فقط شبكة واحدة ، بل أكبر شبكتين من شبكات التلسكوبات الراديوية وأكثرها تعقيدًا ، المصممة لإطلاق بعض من أكثر أسرار الكون روعة '.
'أود أن أشكر كل من ساهم في جعل هذا ممكنًا على مدار العقود الماضية ، من البداية المبكرة للمشروع حتى الآن ، وعلى وجه الخصوص جميع الفرق التي عملت بجد خلال السنوات الأخيرة واستطاعت التغلب على جائحة في ظروف صعبة للغاية للوفاء بالمواعيد النهائية وجعل هذا الإنجاز ممكنًا. أود أيضًا أن أشكر الدول الأعضاء لدينا على رؤيتهم والثقة التي يضعونها فينا من خلال الاستثمار في بنية تحتية بحثية واسعة النطاق وطويلة الأجل في وقت تتعرض فيه المالية العامة لضغوط شديدة '.
تمثل هذه المنظمة الآن أحد عشر اتحادًا دوليًا يمثلون أكثر من 100 مختبر بحث وجامعة وشركة من جميع الستة عشر. الدول الأعضاء الذين كانوا مسؤولين عن تصميم الأجهزة والبرامج والبنية التحتية اللازمة. وتشمل هذه أستراليا وكندا والصين وفرنسا وألمانيا والهند واليابان وإيطاليا وهولندا والبرتغال وجنوب إفريقيا وكوريا الجنوبية وإسبانيا والسويد وسويسرا والمملكة المتحدة.
الرائد
من المتوقع أن يستمر البناء حتى عام 2028 وسيتبعه العمليات العلمية الأولى في أوائل عام 2030. من المتوقع أن تبلغ تكلفة المشروع بأكمله ، بما في ذلك بناء التلسكوبين والعمليات المرتبطة به ووظائف تمكين الأعمال 2 مليار يورو (2.38 مليار دولار أمريكي) على مدى تسع سنوات (2021 - 2030). ومن المقرر أن يتم تنفيذ أول نشاط هام في الموقع في أوائل العام المقبل ، لكن شراء العقود الرئيسية سيبدأ على الفور.
خلال الأشهر القليلة المقبلة ، ستصدر SKAO حوالي 70 عقدًا لجميع الدول الأعضاء ، والتي ستطرحها بعد ذلك للمناقصة التنافسية محليًا. تتوقع SKAO أنه بمجرد بدئهما في جمع الضوء ، ستبقى المصفوفتان منتجان علميًا لمدة 50 عامًا أو أكثر. الدكتورة كاثرين تشيزارسكي ، رئيسة مجلس SKAO ، أعربت شكرها لجميع أولئك الذين ساعدوا في وصول SKA إلى هذه النقطة المحورية في تطورها:
أود أن أعرب عن شكري لأعضاء مجلس SKAO والحكومات التي يمثلونها. يُظهر إعطاء الضوء الأخضر لبدء إنشاء تلسكوبات SKA ثقتهم في العمل الاحترافي الذي قام به SKAO للوصول إلى هنا ، مع خطة سليمة جاهزة للتنفيذ ، وفي المستقبل المشرق لهذا البحث الرائد مرفق ... يمثل التزام الدول الأعضاء اليوم إشارة قوية للآخرين للانضمام إلى هذا المرفق وجني ثمار المشاركة في هذا المرفق البحثي الفريد من نوعه '.
المنافع المشتركة
بالإضافة إلى تقديم علوم مثيرة وثورية ، تؤكد المنظمة أن SKA ستوفر فوائد اجتماعية واقتصادية ملموسة لتلك البلدان - مثل الابتكار ، والعوائد التكنولوجية ، والوظائف الجديدة ذات التقنية العالية ، والقدرة الصناعية المعززة ، وغيرها. إلى جانب الدول الأعضاء ، سيشمل ذلك البلدان الأفريقية الشريكة - والتي تشمل غانا وكينيا وزامبيا وموزمبيق وناميبيا وبوتسوانا ومدغشقر.
ثم هناك العديد من السكان الأصليين في جنوب إفريقيا وأستراليا الذين سيتم بناء التلسكوبات على أراضيهم. من أجل تعزيز الحوار والمشاركة المحترمة ، فإن مجلس سان جنوب أفريقيا (SCSA) و مرصد علم الفلك الراديوي في جنوب إفريقيا (ساراو) وقعت مذكرة تفاهم. منذ ذلك الحين ، أعلن Wajarri Yamaji عن الدعم المبدئي للمشروع (الذي سيتم بناء تلسكوب SKA-Low على أرضه).
وأضاف البروفيسور دايموند: 'ستكون SKAO جارة جيدة وستعمل مع أصحاب المصلحة المحليين ، ولا سيما مجتمعات السكان الأصليين ، لضمان استفادتهم أيضًا من مشروع SKA جنبًا إلى جنب مع أصحاب المصلحة الآخرين على الصعيدين الوطني والدولي'. 'نحن نعتزم بالتأكيد لعب دورنا في دعم المجتمعات المحلية وتعزيز الاقتصاد المحلي.'
فيما يتعلق بالفرص العلمية ، ستجري SKA مجموعة واسعة من الملاحظات التي من شأنها أن تسفر عن رؤية علمية قيمة. على وجه الخصوص ، ستجري SKA بعضًا من أكثر الاختبارات صرامة للنسبية العامة حتى الآن ، حيث سيراقب علماء الفلك كيف يتغير مسار الإشعاع الكهرومغناطيسي بتأثير مجالات الجاذبية وانحناء الزمكان.
ستسمح له حساسية SKA بمراقبة الخط الطيفي للإشعاع الناتج عن التغيير في حالة طاقة ذرات الهيدروجين المحايدة - ويعرف أيضًا باسم. ال خط هيدروجين 21 سم . وهذا يعني أن SKA ستكون قادرة على اختراق حجاب 'العصور المظلمة' الكونية عندما كانت المجرات الأولى تتشكل. كما سيسمح لعلماء الفلك بمعرفة كيف تطورت البنية واسعة النطاق للكون منذ ذلك الحين ، مما يوفر نظرة ثاقبة لدور المادة المظلمة والطاقة المظلمة.
سيسمح SKA أيضًا بإجراء بعض الاستطلاعات الأكثر صرامة في البحث عن ذكاء خارج الأرض (SETI) حتى الآن. تقليديا ، كان علم الفلك الراديوي هو الوسيلة المفضلة للبحث عن علامات النشاط التكنولوجي (أي التوقيعات التقنية) وستكون التلسكوبات المتعددة التابعة لـ SKA قادرة على مراقبة أنظمة النجوم المستهدفة في ترددات موجات راديوية مختلفة لفترات طويلة من الزمن.
على مدى السنوات القليلة الماضية ، ازدادت الإثارة بشأن SKA والألغاز الكونية التي ستكشفها ، وليس فقط في المجتمع العلمي. بين عامة الناس ، يُنظر إلى SKA على أنها منشأة من الجيل التالي ستعالج العديد من الألغاز الدائمة للكون. ومثلتلسكوب جيمس ويب الفضائي(JWST) ، وتلسكوب كبير للغاية(ELT) ، والعديد من الآخرين ، سيتعين علينا الانتظار بضع سنوات أخرى قبل أن تبدأ العوائد العلمية في الظهور.
قراءة متعمقة: أحذية
