눈으로 또는 망원경을 통해 밤하늘을 볼 때, 가시 광선 스펙트럼에서 우주를 보게됩니다. 우주의 신비를 밝혀내는 데 다른 파장이 다른 파장보다 낫기 때문에 그것은 너무 나쁩니다. 기술은 우리가 눈으로 할 수없는 것을“볼”수있게하며, 지구와 우주에있는기구는 이러한 다양한 종류의 방사선을 감지 할 수 있습니다. 1 밀리미터 이하의 파장은 무선 스펙트럼의 일부이며 매우 차갑고 매우 우주인 물체를 매우 잘 볼 수 있습니다. 폴 호 (Paul Ho)는 하버드-스미소니언 천문 물리학 센터 (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics)와 천문가 이하의 세계에서 일하는 천문학 자이다. 그는 매사추세츠 주 케임브리지에서 저에게 말합니다.
인터뷰 듣기 : 딥 임팩트 준비 (4.8MB)
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프레이저 가인 : 1 밀리미터 이하의 스펙트럼에 대한 배경 지식을 제공해 주시겠습니까? 어디에 맞습니까?
Paul Ho : 공식적으로 1 밀리미터 이하의 파장을 사용합니다. 따라서 주파수의 1 밀리미터 파장은 약 300 기가 헤르츠 또는 3 × 10 ^ 14 헤르츠에 해당합니다. 따라서 매우 짧은 파장입니다. 그로부터 약 300 미크론의 파장, 또는 밀리미터의 1/3까지 우리가 서브 밀리미터 범위라고합니다. 라디오에 관한 한 대기 창 끝이라고 부르는 것입니다. 왜냐하면 대기로 인해 하늘이 1 밀리미터의 3 분의 1 정도로 짧아지기 때문입니다.
프레이저 : 이것은 라디오에서 듣는 것과 같은 전파이지만 훨씬 짧습니다. FM 라디오에서 선택할 수있는 것은 없습니다. 왜 추운 곳에서 우주를 보는 것이 좋은가요?
Ho : 우리가 알고 있거나 알고있는 물체는 일반적으로 우리가 이야기하고있는 물질의 특성을 나타내는 에너지의 확산을 방출하므로이를 스펙트럼이라고합니다. 그리고이 에너지 스펙트럼은 일반적으로 피크 파장 또는 대부분의 에너지가 방출되는 파장을 갖습니다. 그 특성 파장은 물체의 온도에 따라 다릅니다. 따라서 물체가 뜨거울수록 파장이 더 짧아지고 물체가 차가울수록 파장이 더 길어집니다. 온도가 7,000 도인 태양의 경우 광학에서 나오는 피크 파장이 있습니다. 물론 태양 근처에 살기 때문에 눈이 광학에 맞춰져 있습니다. 그러나 물질이 냉각됨에 따라 방사선의 파장은 점점 길어지고 Absolute Zero보다 100도 높은 온도로 내려 가면 원적외선 또는 1 밀리미터에서 피크 파장이 나옵니다. 따라서 100 마이크론 정도의 파장 또는 그보다 약간 긴 파장은 1 밀리미터 미만의 범위에 해당됩니다.
프레이저 : 그리고 눈을 바꾸고 1 밀리미터 미만의 눈으로 교체 할 수 있다면, 하늘을 바라 본다면 무엇을 볼 수 있을까요?
Ho : 물론 하늘은 계속 시원하지만 광학계에서는 볼 수없는 차갑게 많은 것들을 집어 들기 시작합니다. 100 켈빈 정도의 차가운 별 주위에서 소용돌이 치는 물질과 같은 것; 별이 형성되는 분자 가스 주머니 – 100K보다 차가울 것입니다. 또는 은하가 처음 조립 될 때 매우 먼 초기 우주에서이 물질은 매우 차갑기 때문에 광학 세계에서는 볼 수 없습니다 밀리미터 미만에서 볼 수 있습니다.
프레이저 : 이곳이나 우주에서 어떤 악기를 사용하고 있습니까?
Ho : 지상 및 우주기구가 있습니다. 20 년 전에 사람들은 1 밀리미터 이하에서 일하기 시작했으며이 파장에서 작동하기 시작한 망원경이 몇 개있었습니다. 하와이의 마우나 케아 (Mauna Kea)에는 직경이 약 15 미터 인 제임스 클러 크 맥스웰 망원경 (James Clerk Maxwell Telescope)과 직경이 약 10 미터 인 칼텍 서브 밀리미터 천문대 (Caltech Submillimeter Observatory)가 있습니다. 우리는 Mauna Kea 위에 하나의 기기로 작동하도록 조정 된 일련의 망원경 인 간섭계를 만들었습니다. 따라서 서로 연결되어 있으며 0.5 킬로미터의 최대 기준선 또는 분리 거리까지 서로 멀어 지거나 서로 가까이 이동할 수있는 6 미터 급 망원경 8 개. 따라서이 계측기는 최대 0.5km 크기의 초대형 망원경을 시뮬레이트하므로 기존 단일 요소 망원경에 비해 매우 높은 분해능을 달성합니다.
프레이저 : 전파 망원경의 빛을 결합하는 것이 훨씬 쉬워서 그렇게 할 수 있다고 생각합니다.
Ho : 간섭계 기술은 현재 라디오에서 꽤 오랫동안 사용되어 왔기 때문에이 기술을 상당히 완벽하게 완성했습니다. 물론, 적외선 및 광학 분야에서 사람들은 간섭계를 연구하면서 이런 방식으로 일하기 시작했습니다. 기본적으로 방사선을 결합하면 방사선의 정면 정면을 추적해야합니다. 일반적으로 나는 거울이 매우 큰 것처럼 설명하고이를 깨뜨려 거울 몇 개만 예약하면됩니다. 거울 몇 개에서 정보를 재구성하고 싶을 때 몇 가지해야 할 일이 있습니다. 첫째, 거울 전체가 하나였던 것처럼 거울 조각을 서로에 대해 정렬 된 상태로 유지할 수 있어야합니다. 둘째, 결함이 너무 많으면 거울이없는 정보가 누락되어 몇 조각 만 샘플링한다는 사실에서 결함을 수정할 수 있습니다. 그러나 작은 조각을 사용하여 매우 큰 조리개 망원경을 만드는 조리개 합성이라는 특별한 기술은 몇 년 전 Ryle과 Hewish가 노벨상을 수상한 작품입니다.
프레이저 :이 파장을 활용하기 위해 앞으로 어떤 계측기가 개발 될 예정입니까?
Ho : 망원경이 만들어지고 우리가 일을하고 나면 칠레에는 현재 Atacama Large Millimeter Array (ALMA) 라 불리는 더 큰 장비가있을 것입니다.이 망원경은 더 많은 망원경과 더 큰 조리개로 구성됩니다. 우리의 개척 도구보다 훨씬 더 민감합니다. 그러나 더 큰 기기가 따라 가고 더 민감한 작업을 수행 할 수 있기 전에 우리의 기기는 희망적으로 1 밀리미터 이하의 파장에서 세계의 신호와 성질을 발견하기 시작할 것입니다.
프레이저 : 새 악기를 얼마나 멀리 볼 수 있습니까? 그들은 무엇을 볼 수 있었습니까?
Ho : 밀리미터 미만의 천문학 분야의 목표 중 하나는 우주의 가장 초기 부분을 시간으로 되돌아 보는 것입니다. 앞서 언급했듯이, 은하를 형성 할 때 우주의 초기 단계에서 은하가 조립 될 때 초기 단계에서 훨씬 더 차가워지는 경향이 있으며, 기본적으로 서브 밀리미터로 방출됩니다. 예를 들어 Mauna Kea의 JCM 망원경을 사용하여 볼 수 있습니다. 초 우주 우주의 일부를 볼 수 있습니다. 이것들은 광학계에서는 보이지 않지만 1 밀리미터 미만에서는 볼 수 있으며,이 배열은 이미지를 찍을 수 있으며 하늘에서 어디에 있는지에 대해 매우 능동적으로 위치 시켜서 더 연구 할 수 있습니다. 이 초기 은하들,이 초기 구조물들, 우리는 매우 높은 적색 편이에 있다고 생각합니다 – 우리는이 숫자 Z를 6, 7, 8의 적색 편이입니다 – 우주 형성 초기에는 매우 빠르기 때문에 아마도 10 %로 되돌아갑니다. 우주가 조립 될 당시의
Fraser : 마지막 질문입니다. 몇 주 안에 Deep Impact가 나옵니다. 관측소에서도 이것을보고 있습니까?
Ho : 물론입니다. 딥 임팩트는 실제로 우리가 관심을 갖고있는 것입니다. 계측기에서 우리는 태양계 유형의 몸체를 연구 해 왔으며 여기에는 행성뿐만 아니라 혜성이 지구에 가까워 지거나 영향을 미치기도합니다. 분진 배출을 살펴볼뿐 아니라 배출되는 가스의 스펙트럼 라인을 볼 수 있기 때문에 분당 밀리미터에서 추적 할 수 있어야합니다. 따라서이 이벤트에 관심을 기울이고 이미지를 촬영할 수있을 것으로 기대합니다.
폴 호는 매사추세츠 주 케임브리지에있는 하버드-스미소니언 천문 물리학 센터의 천문학 자입니다.
