รูปภาพขององค์ประกอบหนึ่งของ SKA ที่อาจมีลักษณะอย่างไร เครดิตภาพ: Chris Fluke คลิกเพื่อดูภาพขยาย
เงินทุนจากยุโรปได้รับการตกลงให้เริ่มออกแบบกล้องโทรทรรศน์ที่ใหญ่ที่สุดในโลก “ Square Kilometer Array” (SKA) จะเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุระหว่างประเทศที่มีพื้นที่เก็บรวบรวม 1 ล้านตารางเมตรซึ่งเทียบเท่ากับสนามฟุตบอลประมาณ 200 สนามทำให้ SKA มีขนาดใหญ่กว่ากล้องโทรทรรศน์ Lovell ของมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ที่ Jodrell Bank 200 เท่า กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ใหญ่ที่สุดที่เคยสร้างมา กล้องโทรทรรศน์ดังกล่าวจะอ่อนไหวมากจนสามารถตรวจจับการออกอากาศทางทีวีที่มาจากดาวที่ใกล้ที่สุด
การศึกษาการออกแบบพื้นที่สี่เหลี่ยมจัตุรัสสี่ปี (SKADS) จะรวบรวมนักดาราศาสตร์ในยุโรปและนานาชาติเพื่อกำหนดและยอมรับการออกแบบที่มีประสิทธิภาพมากที่สุด การออกแบบขั้นสุดท้ายจะทำให้ SKA สามารถตรวจสอบเอกภพในรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อนและตอบคำถามพื้นฐานเกี่ยวกับจักรวาลเช่น“ พลังงานมืดคืออะไร?” และ“ โครงสร้างที่เราเห็นในกาแลคซีในปัจจุบันเกิดขึ้นจริงอย่างไร”
กล้องโทรทรรศน์ใหม่จะทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein จนถึงขีด จำกัด และอาจพิสูจน์ได้ว่าผิด เป็นที่แน่นอนที่จะเพิ่มการค้นพบพื้นฐานที่ค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ทางวิทยุซึ่งรวมถึงควาซาร์พัลซาร์และการแผ่รังสีที่หลงเหลืออยู่จากบิ๊กแบง ภายในสิ้นทศวรรษนี้การออกแบบจะเสร็จสมบูรณ์และนักดาราศาสตร์คาดว่าจะสร้าง SKA เป็นระยะ ๆ ซึ่งนำไปสู่ความสำเร็จและการดำเนินการอย่างเต็มรูปแบบในปี 2563
แนวคิด SKA ถูกเสนอครั้งแรกเพื่อสังเกตการปล่อยคลื่นวิทยุลักษณะจากก๊าซไฮโดรเจน การตรวจวัดลายเซ็นไฮโดรเจนจะทำให้นักดาราศาสตร์สามารถระบุและชั่งน้ำหนักกาแลคซีนับพันล้านดวงได้
ดังที่ศาสตราจารย์ปีเตอร์วิลกินสันแห่งมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ชี้ให้เห็นว่า“ ไฮโดรเจนเป็นธาตุที่มีมากที่สุดในเอกภพ แต่สัญญาณของมันอ่อนแอและจำเป็นต้องมีพื้นที่เก็บรวบรวมขนาดใหญ่เพื่อให้สามารถศึกษาได้ในระยะทางไกลที่พาเราย้อนกลับไป เวลาไปสู่บิ๊กแบง” ศาสตราจารย์สตีฟรอว์ลิงส์แห่งมหาวิทยาลัยอ๊อกซฟอร์ดกล่าวเสริมว่า“ การกระจายตัวของกาแลคซีในอวกาศบอกเราว่าเอกภพวิวัฒนาการมาตั้งแต่บิกแบงและด้วยเหตุนี้เกี่ยวกับธรรมชาติของพลังงานมืดซึ่งทำให้จักรวาลขยายตัวเร็วขึ้นด้วยเวลา ”
เป้าหมายอีกอย่างของ SKA คือ pulsars - การปั่นเศษซากของการระเบิดของดาวฤกษ์ซึ่งเป็นนาฬิกาที่แม่นยำที่สุดในจักรวาล มวลของโลกเป็นล้านเท่า แต่มีขนาดเท่าเมืองใหญ่พัลซาร์สามารถหมุนรอบ ๆ ได้หลายร้อยครั้งต่อวินาที วัตถุมหัศจรรย์เหล่านี้ได้เปิดใช้งานแล้วนักดาราศาสตร์ยืนยันการทำนายคลื่นความโน้มถ่วงของ Einstein แต่ดร. Michael Kramer ของมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์กำลังมองไปข้างหน้าต่อไป “ ด้วย SKA เราจะพบพัลซาร์โคจรรอบหลุมดำและโดยการดูว่าอัตรานาฬิกาแตกต่างกันอย่างไรเราสามารถบอกได้ว่า Einstein มีคำสุดท้ายเกี่ยวกับแรงโน้มถ่วงหรือไม่” เขากล่าว
ศาสตราจารย์ Richard Schilizzi ผู้อำนวยการโครงการ SKA นานาชาติเน้นย้ำถึงขนาดของเครื่องมือที่จำเป็นในการบรรลุเป้าหมายทางวิทยาศาสตร์เหล่านี้ “ การออกแบบและการสร้างเครื่องมือที่มีความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีขนาดมหึมานี้อยู่นอกเหนือขอบเขตของแต่ละประเทศ มีเพียงการควบคุมความคิดและทรัพยากรของประเทศต่างๆทั่วโลกเท่านั้นที่เป็นโครงการที่เป็นไปได้” นักดาราศาสตร์ในออสเตรเลียแอฟริกาใต้แคนาดาอินเดียจีนและสหรัฐอเมริกากำลังร่วมมืออย่างใกล้ชิดกับเพื่อนร่วมงานในยุโรปเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีที่จำเป็นซึ่งรวมถึงอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีความซับซ้อนและคอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังซึ่งจะมีบทบาทที่ใหญ่กว่าในยุคปัจจุบันของกล้องโทรทรรศน์วิทยุ . ความพยายามของยุโรปนั้นมีพื้นฐานมาจากเครื่องรับอาเรย์แบบค่อยเป็นค่อยไปคล้ายกับระบบเรดาร์ของเครื่องบิน เมื่อวางไว้ที่จุดโฟกัสของ 'จาน' ที่ผลิตโดยวิทยุแบบดั้งเดิมอาร์เรย์เหล่านี้จะทำงานเหมือนกล้องวิทยุมุมกว้างทำให้สามารถมองเห็นพื้นที่กว้างใหญ่ของท้องฟ้าได้พร้อมกัน อาเรย์ที่แยกส่วนใหญ่และใหญ่กว่านั้นจะอยู่ตรงกลางของสกาจะทำหน้าที่เหมือนเลนส์ฟิชอายวิทยุซึ่งจะสแกนท้องฟ้าอย่างต่อเนื่อง
การสนับสนุนเงินทุนสำหรับโครงการออกแบบระดับโลกนี้จัดทำโดยโปรแกรม 6 'การศึกษาการออกแบบ' ของคณะกรรมาธิการยุโรปซึ่งมีส่วนร่วมประมาณ 27% ของเงินทุนทั้งหมดหรือไม่ 38 ล้านการระดมทุนในอีกสี่ปีข้างหน้า แต่ละประเทศมีส่วนร่วมที่เหลือ สหราชอาณาจักรลงทุนด้วยเงินทุน 5.6M (? 8.3M) โดย PPARC
เมื่อรวมกับส่วนแบ่ง EC ของสหราชอาณาจักรแล้วผลงานโดยรวมของสหราชอาณาจักรในโครงการ SKA Design Study (SKADS) มีประมาณ 30% ของทั้งหมด
โครงการพัฒนาเทคโนโลยีแห่งยุโรป 38M ได้รับทุนสนับสนุนจากคณะกรรมาธิการยุโรปและรัฐบาลในแปดประเทศนำโดยเนเธอร์แลนด์สหราชอาณาจักรฝรั่งเศสและอิตาลี โปรแกรมกำลังประสานงานโดย Ir Arnold van Ardenne หัวหน้าฝ่ายเทคโนโลยีใหม่ที่สถาบัน ASTRON เนเธอร์แลนด์ ในมุมมองของ Van Ardenne“ งานที่สำคัญคือการแสดงให้เห็นว่าอาร์เรย์อิเล็กทรอนิกส์จำนวนมากสามารถสร้างต้นทุนได้อย่างมีประสิทธิภาพ - เพื่อให้ความฝันของเราในเรื่องกล้องวิทยุและเลนส์ตาปลาวิทยุสามารถกลายเป็นจริงได้”
ในสหราชอาณาจักรกลุ่มมหาวิทยาลัยในปัจจุบันรวมถึงแมนเชสเตอร์ออกซ์ฟอร์ดเคมบริดจ์ลีดส์และกลาสโกว์ได้รับทุนสนับสนุนจาก PPARC มีส่วนเกี่ยวข้องในทุกด้านของการออกแบบ แต่มุ่งเน้นไปที่อาร์เรย์แบ่งดิจิทัล ข้อมูลที่สกาจะผลิต ดร. พอลอเล็กซานเดอร์แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์กล่าวว่า“ อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ใน SKA ทำให้มีความยืดหยุ่นมากและช่วยให้สามารถสแกนท้องฟ้าได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่การทำให้มันใช้งานได้นั้นต้องใช้พลังในการคำนวณสูง” นักออกแบบเชื่อว่าเมื่อถึงเวลาที่ SKA จะทำงานได้อย่างเต็มประสิทธิภาพ 14 ปีนับจากนี้คอมพิวเตอร์รุ่นใหม่จะขึ้นอยู่กับภารกิจ
ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ของ SKA จะได้รับการตัดสินในอนาคตในระยะกลางและหลายประเทศได้แสดงความสนใจในการเป็นสถานที่เกี่ยวกับดาราศาสตร์แห่งนี้
แหล่งต้นฉบับ: PPARC News Release
