Τηλεσκόπιο James Webb: Γιατί οι εικόνες του ανοίγουν νέους δρόμους στην επιστήμη

Τα κομμάτια που λείπουν από τη σύνθεση του κοσμικού παζλ, της κοσμικής ιστορίας ή που υφίστανται ως θεωρίες, αλλά πρέπει να επιβεβαιωθούν αναμένεται να προσθέσουν οι εικόνες του τηλεσκοπίου James Webb, με την πρώτη αποτύπωση αρχαίων γαλαξιών να έχει ήδη ενθουσιάσει τη διεθνή επιστημονική κοινότητα της αστροφυσικής, της κοσμολογίας και της διαστημικής φυσικής.

Η συγκεκριμένη φωτογραφία απεικονίζει με πρωτοφανή ευκρίνεια το σύμπαν σε ...βρεφική ηλικία αφού διακρίνονται αρχαίοι γαλαξίες από την περίοδο που το σύμπαν απείχε μόλις 600 – 700 εκατ. χρόνια από το Big Bang, ενώ σήμερα υπολογίζεται ότι η ηλικία του κοντεύει τα 14 δισεκατομμύρια χρόνια!

Η φωτογραφία που έδωσε στη δημοσιότητα η Nasa αποτυπώνει το σύμπαν όπως ήταν πριν από 13,1 δισεκατομμύρια χρόνια και είναι η πρώτη εικόνα που εξασφαλίστηκε από το ισχυρότερο τηλεσκόπιο, που εκτοξεύτηκε ποτέ στο διάστημα και το οποίο υπόσχεται να αναδιαμορφώσει την κατανόησή μας για την απαρχή του σύμπαντος.
Πρόκειται για ένα τηλεσκόπιο που βρίσκεται σε τροχιά γύρω από τη Γη και ο σχεδιασμός του έγινε με στόχο να παρατηρήσει το σύμπαν στο υπέρυθρο μήκος του φάσματος, όχι στο οπτικό που βλέπουμε με τα μάτια μας» εξηγεί στο «ethnos.gr» ο Σπύρος Βασιλάκος, διευθυντής του Ινστιτούτου Αστρονομίας, Αστροφυσικής, Διαστημικών Εφαρμογών & Τηλεπισκόπησης (ΙΑΑΔΕΤ) του Εθνικού Αστεροσκοπείου Αθηνών και διευθυντής ερευνών στο κέντρο Ερευνών Αστρονομίας και Εφαρμοσμένων Μαθηματικών της Ακαδημίας Αθηνών. Και συνεχίζει: «Η τεχνολογία που έχει εφαρμοστεί για να δημιουργηθεί είναι τέτοια που του δίνει μια εξαιρετική διακριτική ικανότητα παρατήρησης. Η φωτογραφία που δόθηκε μας δείχνει ένα σμήνος γαλαξιών, είναι μια πολύ βαθιά φωτογραφία. Παρατηρούμε αρχικά ένα σμήνος γαλαξιών που περιέχει πάνω από 1.000 γαλαξίες και μέσα στην εικόνα παρατηρούμε γαλαξίες πέρα από το σμήνος, οι οποίοι κατανέμονται χρονικά από αποστάσεις σχετικά κοντινές στο δικό μας γαλαξία μέχρι πάρα πολύ μακρινές».

Θεωρείται μία πραγματική επανάσταση για την επιστήμη της κοσμολογίας καθώς θα παράσχει καλές παρατηρήσεις γαλαξιών που βρίσκονται σε μεγάλες χρονικές αποστάσεις: «Θα μας βοηθήσει να ξεκαθαρίσουμε τις θεωρίες σχηματισμού των γαλαξιών, των κοσμικών δομών. Είναι μία πολύ καλή καταγραφή της κοσμικής ιστορίας του σύμπαντος. Θα έχουμε στα χερια μας ένα εξαιρετικό εργαλείο για να επαληθεύσουμε, να απορρίψουμε ή να επανακαθορίσουμε κάποιες θεωρίες της κοσμικής ιστορίας», υπογραμμίζει ο κ. Βασιλάκος.
Η μεγάλη συνεισφορά του τηλεσκοπίου James Webb είναι ότι λόγω της διακριτικής ικανότητας θα παρατηρεί με μεγάλη ακρίβεια γαλαξίες από το σχετικά κοντινό μας παρόν, από τη «γειτονιά» μας, μέχρι το πολύ μακρινό παρελθόν «δίνοντας μια πολύ καλή καταγραφη της κοσμικής ιστορίας του σύμπαντος, γεγονός πολύ σημαντικό ώστε να κατανοήσουμε πως δημιουργήθηκαν οι γαλαξίες, πως εξελίχθηκε ο κόσμος από τη Μεγάλη Έκρηξη και αργότερα και πιθανώς και να κάνουμε και προβολές για το τι θα συμβεί στο μέλλον. Επομένως, θα έχουμε ένα πολύ καλό εργαλείο και θα μπορέσουμε να συνδέσουμε με ακρίβεια την κοσμική ιστορία του σύμπαντος».
Ένα από τα κορυφαία ζητήματα που θα μελετηθούν είναι η διαστολή του σύμπαντος και πως αυτή θα συνεχιστεί στο μέλλον. Οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι όσο πιο πίσω κοιτάμε, το σύμπαν ήταν όλο και μικρότερο και πυκνότερο. Από τα μέχρις στιγμής στοιχεία εικάζουν επίσης ότι το σύμπαν θα συνεχίσει να διαστέλλεται, να ψύχεται και να αραιώνει καθώς δε θα σχηματίζονται νέοι γαλαξίες και μάλιστα με επιταχυνόμενο ρυθμό. «Είναι ισχυρές ενδείξεις που έχουμε τώρα και με τα νέα δεδομένα πιστεύουμε ότι θα επαληθευτούν. Κι αυτό βάζει ένα άλλο ερώτημα όπου επίσης το τηλεσκόπιο ίσως δώσει απαντήσεις: τι προκαλεί αυτή την επιταχυνόμενη διαστολή ώστε να να κατανοήσουμε τον φυσικό μηχανισμό».
Η επιβεβαίωση της ύπαρξης ατμόσφαιρας – προϋπόθεση για πιθανές μορφές ζωής - εκτός του ηλιακού μας συστήματος
Ηδη από τη δημοσίευση της πρώτης φωτογραφίας ήρθε για τους επιστήμονες της διαστημικής μία πολύ βασική επιβεβαίωση: Η ύπαρξη ατμόσφαιρας σε έναν εξωπλανήτη, όπως εξηγεί ο Γιάννης Δαγκλής, καθηγητής Διαστημικής Φυσικής του ΕΚΠΑ και πρόεδρος του Ελληνικού Κέντρου Διαστήματος.
«Η επιστημονική κοινότητα έχει πολύ μεγάλες προσδοκίες. Θα περιοριστώ μόνο στην ατμόσφαιρα που ανακαλύφτηκε σε εξωπλανήτη γιατί είναι πιο κοντά στα δικά μου ερευνητικά ενδιαφέροντα. Μέχρι σήμερα δεν είχαμε αυτήν την πληροφορία καθόλου. Δε γνωρίζαμε αν κάποιος πλανήτης έξω από το ηλιακό μας σύστημα διαθέτει ατμόσφαιρα ή όχι. Είναι το πρώτο τηλεσκόπιο που μπόρεσε να επιβεβαιώσει ότι υπάρχει ατμόσφαιρα σε έναν εξωπλανήτη».
Μπορεί αυτό να σημαίνει ότι δεν είμαστε μόνοι στον κόσμο; Οχι απαραίτητα, απαντά ο κ. Δαγκλής αλλά αποτελεί σίγουρα προυπόθεση: «Η ύπαρξη ατμόσφαιρας σε έναν πλανήτη θα λέγαμε ότι είναι και προυπόθεση για ύπαρξη ζωής όπως τη γνωρίζουμε. Δεν επιβεβαιώνει ότι υπάρχει ζωή, αλλά σίγουρα αν δεν υπάρχει ατμόσφαιρα δεν υπάρχει και ζωή. Με ατμόσφαιρα υπάρχει μία σοβαρή πιθανότητα να υπάρχει και ζωή», σημειώνει.

Μιλώντας για τον ενθουσιασμό με τον οποίο έχει πλημμυρίσει ακόμα και απλούς πολίτες η πρώτη φωτογραφία του James Webb, ο κ. Δαγκλής τον παραλληλίζει με εκείνον των πρώτων εικόνων που είχε δώσει το Hubble δεκαετίες πίσω, αλλά στο ορατό. «Τώρα έχουμε ακόμα καλύτερες και σε άλλα είδη ακτινοβολίας, σε άλλα μήκη κύματος».
Για να κάνει πιο κατανοητή τη λειτουργία ενός τέτοιου τηλεσκοπίου, αναφέρει το παράδειγμα του κουβά, μόνο που εδώ πρόκειτα για κουβά ...φωτονίων: «Φανταστείτε ότι βρέχει και βγάζουμε έναν κουβά στην αυλή μας για να μαζέψουμε νερό. Οσο μεγαλύτερος είναι ο κουβάς τόσο περισσότερο νερό θα μαζέψουμε. Οσο μεγαλύτερο και τεχνολογικά εξελιγμένο είναι το τηλεσκόπιό μας, τόσο περισσότερα φωτόνια μπορούμε να συλλέξουμε, πιο εύκολα και άρα έχουμε πολύ καλύτερη εικόνα από πολύ μακρινά αντικείμενα».
Στην υψηλή ευκρίνεια συντελεί το γεγονός ότι βγαίνει από την ατμόσφαιρα της Γης, ενώ επίσης πρόκειται και για ένα πολύ μεγάλο τηλεσκόπιο.
Στην ερώτηση εάν τώρα οι επιστήμονες θα δουν καλύτερα πράγματα που ήδη γνώριζαν, ο κ. Δαγκλής απαντά ευθέως πως «το να βλέπεις πολύ καλύτερα σημαίνει ότι οπωσδήποτε θα προκύψει και κάτι καινούριο». Είναι αντίστοιχο – προσθέτει - με το να αφαιρέσεις από έναν μύωπα τα γυαλιά του. Δεν θα μπορεί να διακρίνει πράγματα σε μια απόσταση, αλλά μόλις τα φορέσει και καθαρίσει η εικόνα θα τα ανακαλύψει και θα τα κατανοήσει: «Κάτι τέτοιο συμβαίνει και με το James Webb, θα ανακαλύπτουμε πραγματικά καινούρια στοιχεία, καινούρια πληροφορία από μακρινά αντικείμενα που μέχρι πρότινος δεν ήταν δυνατό να τα έχουμε. Περιμένουμε επειδή έχει τη δυνατότητα να μας δωσει στοιχεία σύνθεσης, στοιχεία του υλικού από το οποίο αποτελούνται αυτοί οι μακρινοί πλανήτες. Ηταν αδύνατο να το κάνουμε να το κάνουμε για πλανήτες έξω από το ηλιακό μας σύστημα. Μετά βίας συνέβαινε για τον Πλούτωνα που είναι μέσα στο ηλιακό μας σύστημα αλλά ήταν ήδη πολύ μακριά για να μπορούμε να έχουμε τέτοια πληροφορία» καταλήγει.

Πηγή https://www.ethnos.gr/t