Kosmolog Membenturkan Permulaan Alam Semesta


Pada 1981, banyak kosmolog terkemuka dunia berkumpul di Akademi Ilmu Pengetahuan Kepausan, sebuah sisa dari garis silsilah sains dan teologi yang bertempat di sebuah vila yang elegan di taman-taman Vatikan. Stephen Hawking memilih latar yang bagus untuk menyajikan apa yang kemudian dia anggap sebagai gagasannya yang paling penting: sebuah proposal tentang bagaimana alam semesta dapat muncul dari ketiadaan.

Majalah Quanta


foto penulis

Tentang

Cerita asli dicetak ulang dengan izin dari Majalah Quanta, publikasi Simons Foundation yang independen secara editorial yang memiliki misi untuk meningkatkan pemahaman publik tentang sains dengan meliput perkembangan penelitian dan tren dalam matematika dan ilmu fisika dan kehidupan.

Sebelum pembicaraan Hawking, semua cerita asal kosmologis, ilmiah atau teologis, telah mengundang jawaban, "Apa yang terjadi sebelumnya?" Teori Big Bang, misalnya – dipelopori 50 tahun sebelum kuliah Hawking oleh ahli fisika dan imam Katolik Belgia Georges Lemaître, yang kemudian menjabat sebagai presiden akademi sains Vatikan — memutar kembali ekspansi alam semesta kembali ke seikat energi yang panas dan padat. Tapi dari mana energi awal itu berasal?

Teori Big Bang punya masalah lain. Fisikawan memahami bahwa seikat energi yang mengembang akan tumbuh menjadi kekacauan berantakan daripada kosmos besar yang halus yang diamati oleh para astronom modern. Pada tahun 1980, tahun sebelum pembicaraan Hawking, kosmolog Alan Guth menyadari bahwa masalah Big Bang dapat diperbaiki dengan add-on: percepatan pertumbuhan eksponensial yang dikenal sebagai inflasi kosmik, yang akan membuat alam semesta menjadi besar, halus, dan datar sebelum gravitasi punya peluang untuk menghancurkannya. Inflasi dengan cepat menjadi teori utama tentang asal usul kosmik kita. Namun masalah kondisi awal tetap ada: Apa sumber patch sangat kecil yang diduga menggelembung ke kosmos kita, dan energi potensial yang menggelembungkannya?

Hawking, dalam kecemerlangannya, melihat cara untuk mengakhiri meraba-raba yang tak berkesudahan mundur dalam waktu: Dia mengusulkan bahwa tidak ada akhir, atau awal, sama sekali. Menurut catatan konferensi Vatikan, fisikawan Cambridge, yang saat itu berusia 39 tahun dan masih dapat berbicara dengan suaranya sendiri, mengatakan kepada kerumunan, “Seharusnya ada sesuatu yang sangat istimewa tentang kondisi batas alam semesta, dan apa yang bisa lebih spesial daripada syarat bahwa tidak ada batasan? ”

“Proposal tanpa batas,” yang Hawking dan kolaboratornya yang sering, James Hartle, dirumuskan sepenuhnya dalam makalah 1983, membayangkan kosmos memiliki bentuk kok. Sama seperti shuttlecock yang memiliki diameter nol di titik paling bawahnya dan perlahan-lahan melebar di jalan, alam semesta, menurut proposal tanpa batas, dengan lancar diperluas dari titik ukuran nol. Hartle dan Hawking memperoleh formula yang menggambarkan seluruh shuttlecock — yang disebut “fungsi gelombang alam semesta” yang meliputi seluruh masa lalu, sekarang, dan masa depan sekaligus — membuat semua kontemplasi benih-benih penciptaan, pencipta, atau transisi apa pun dari waktu sebelumnya.

"Menanyakan apa yang terjadi sebelum Big Bang tidak ada artinya, menurut proposal tanpa batas, karena tidak ada gagasan tentang waktu yang tersedia untuk merujuk," kata Hawking dalam ceramah lain di Akademi Kepausan pada 2016, satu setengah tahun sebelumnya kematiannya. "Itu seperti bertanya apa yang ada di selatan Kutub Selatan."

Stephen Hawking dan James Hartle di sebuah lokakarya 2014 di dekat Hereford, Inggris.

Halaman Cathy

Proposal Hartle dan Hawking secara radikal melakukan rekonseptualisasi waktu. Setiap momen di alam semesta menjadi penampang shuttlecock; sementara kita memandang alam semesta sebagai mengembang dan berevolusi dari satu momen ke momen berikutnya, waktu benar-benar terdiri dari korelasi antara ukuran alam semesta di setiap penampang dan sifat-sifat lainnya — terutama entropi, atau gangguannya. Entropi meningkat dari gabus ke bulu-bulu, mengarahkan panah waktu yang muncul. Di dekat shuttlecock bottom-off bottom, korelasinya kurang dapat diandalkan; waktu tidak ada lagi dan digantikan oleh ruang murni. Sebagaimana Hartle, sekarang berusia 79 tahun dan seorang profesor di Universitas California, Santa Barbara, menjelaskannya melalui telepon baru-baru ini, “Kami tidak memiliki burung di alam semesta yang sangat awal; kita memiliki burung di kemudian hari … Kita tidak punya waktu di alam semesta awal, tetapi kita punya waktu nanti. "

Proposal tanpa batas telah memikat dan menginspirasi fisikawan selama hampir empat dekade. "Itu ide yang sangat indah dan provokatif," kata Neil Turok, seorang kosmologis di Institut Perimeter untuk Fisika Teoritis di Waterloo, Kanada, dan mantan kolaborator Hawking. Proposal mewakili tebakan pertama pada deskripsi kuantum kosmos — fungsi gelombang alam semesta. Segera seluruh bidang, kosmologi kuantum, muncul ketika para peneliti menemukan ide-ide alternatif tentang bagaimana alam semesta bisa datang dari ketiadaan, menganalisis berbagai prediksi teori dan cara untuk mengujinya, dan menafsirkan makna filosofis mereka. Fungsi gelombang tanpa batas, menurut Hartle, "dalam beberapa hal adalah usulan yang paling sederhana untuk itu."

Tetapi dua tahun lalu, sebuah makalah oleh Turok, Job Feldbrugge dari Perimeter Institute, dan Jean-Luc Lehners dari Institut Max Planck untuk Fisika Gravitasi di Jerman menyebut proposal Hartle-Hawking dipertanyakan. Proposal itu, tentu saja, hanya layak jika alam semesta yang melengkung keluar dari titik tak berdimensi dalam cara yang dibayangkan Hartle dan Hawking secara alami tumbuh menjadi alam semesta seperti kita. Hawking dan Hartle berpendapat bahwa memang benar — bahwa alam semesta tanpa batas akan cenderung besar, sangat halus, rata datar, dan mengembang, sama seperti kosmos yang sebenarnya. "Masalah dengan pendekatan Stephen dan Jim adalah ambigu," kata Turok— "sangat ambigu."

Dalam makalah 2017 mereka, diterbitkan dalam Surat Tinjauan Fisik, Turok dan rekan penulisnya mendekati proposal tanpa batas dari Hartle dan Hawking dengan teknik matematika baru yang, dalam pandangan mereka, membuat ramalannya jauh lebih konkret daripada sebelumnya. "Kami menemukan bahwa itu gagal total," kata Turok. "Itu tidak mungkin kuantum secara mekanis bagi alam semesta untuk memulai dengan cara yang mereka bayangkan." Ketiganya memeriksa matematika mereka dan menanyakan asumsi yang mendasari mereka sebelum dipublikasikan, tetapi "sayangnya," kata Turok, "sepertinya tidak bisa dihindari bahwa proposal Hartle-Hawking adalah bencana. "

Makalah ini memicu kontroversi. Para ahli lainnya melakukan pembelaan yang kuat terhadap gagasan tanpa batas dan bantahan terhadap alasan Turok dan rekannya. "Kami tidak setuju dengan argumen teknisnya," kata Thomas Hertog, seorang ahli fisika di Universitas Katolik Leuven di Belgia yang bekerja sama erat dengan Hawking selama 20 tahun terakhir dalam kehidupan yang terakhir. “Tetapi yang lebih mendasar, kami juga tidak setuju dengan definisinya, kerangka kerjanya, pilihan prinsipnya. Dan itu diskusi yang lebih menarik. "

Setelah dua tahun berdebat, kelompok-kelompok tersebut telah melacak ketidaksepakatan teknis mereka dengan keyakinan yang berbeda tentang cara kerja alam. Perdebatan yang hangat — namun bersahabat — telah membantu mengukuhkan gagasan yang paling menggelitik kesukaan Hawking. Bahkan kritik terhadap formula spesifiknya dan Hartle, termasuk Turok dan Lehners, sedang menyusun model-model kuantum-kosmologis yang bersaing yang mencoba menghindari jebakan-jebakan yang asli dari aslinya sambil mempertahankan daya pikatnya yang tak terbatas.

Taman Kesenangan Kosmik

Hartle dan Hawking saling bertemu sejak tahun 1970-an, biasanya ketika mereka bertemu di Cambridge untuk kolaborasi jangka panjang. Investigasi teoritis duo lubang hitam dan singularitas misterius di pusat mereka telah mengarahkan mereka ke pertanyaan tentang asal usul kosmik kita.

Pada 1915, Albert Einstein menemukan bahwa konsentrasi materi atau energi melilit jalinan ruang-waktu, menyebabkan gravitasi. Pada 1960-an, fisikawan Hawking dan ahli fisika Universitas Oxford Roger Penrose membuktikan bahwa ketika ruang-waktu tertekuk dengan cukup tajam, seperti di dalam lubang hitam atau mungkin selama Big Bang, pasti runtuh, melengkung tak terhingga tajam ke arah singularitas, tempat persamaan Einstein pecah turun dan teori gravitasi kuantum baru diperlukan. "Teorema singularitas" Penrose-Hawking berarti tidak ada cara bagi ruang-waktu untuk memulai dengan lancar, tidak dramatis pada suatu titik.

Hawking dan Hartle dengan demikian dituntun untuk merenungkan kemungkinan bahwa alam semesta dimulai sebagai ruang murni, bukan ruang-waktu dinamis. Dan ini membawa mereka ke geometri shuttlecock. Mereka mendefinisikan fungsi gelombang tanpa batas yang menggambarkan alam semesta seperti itu menggunakan pendekatan yang ditemukan oleh pahlawan Hawking, fisikawan Richard Feynman. Pada 1940-an, Feynman merancang skema untuk menghitung hasil yang paling mungkin dari peristiwa mekanika kuantum. Untuk meramalkan, katakanlah, hasil yang paling mungkin dari tumbukan partikel, Feynman menemukan bahwa Anda bisa meringkas semua jalur yang mungkin diambil oleh partikel-partikel yang bertabrakan, menimbang lintasan lurus lebih dari yang berbelit-belit dalam jumlah. Menghitung "path integral" ini memberi Anda fungsi gelombang: distribusi probabilitas yang menunjukkan berbagai kemungkinan keadaan partikel setelah tumbukan.

Demikian juga, Hartle dan Hawking mengekspresikan fungsi gelombang alam semesta — yang menggambarkan kemungkinan keadaannya — sebagai jumlah dari semua cara yang mungkin ia lebarkan dengan mulus dari suatu titik. Harapannya adalah bahwa jumlah dari semua "sejarah ekspansi" yang mungkin, alam semesta dengan dasar halus dari semua bentuk dan ukuran yang berbeda, akan menghasilkan fungsi gelombang yang memberikan probabilitas tinggi untuk alam semesta yang besar, halus, datar seperti kita. Jika jumlah keseluruhan sejarah ekspansi yang mungkin menghasilkan beberapa jenis alam semesta lain sebagai hasil yang paling mungkin, proposal tanpa batas gagal.

Masalahnya adalah bahwa jalur yang tidak terpisahkan dari semua sejarah ekspansi yang mungkin terlalu rumit untuk dihitung secara tepat. Berbagai bentuk dan ukuran alam semesta yang tak terhitung jumlahnya dimungkinkan, dan masing-masing dapat menjadi urusan berantakan. "Murray Gell-Mann dulu bertanya kepada saya," kata Hartle, merujuk pada fisikawan pemenang Hadiah Nobel, "jika Anda tahu fungsi gelombang alam semesta, mengapa Anda tidak kaya?" Tentu saja, untuk benar-benar menyelesaikan untuk fungsi gelombang menggunakan metode Feynman, Hartle dan Hawking harus secara drastis menyederhanakan situasi, bahkan mengabaikan partikel-partikel spesifik yang mengisi dunia kita (yang berarti formula mereka tidak ada yang dekat dengan kemampuan untuk memprediksi pasar saham). Mereka menganggap jalur yang tidak terpisahkan dari semua semesta mainan yang mungkin ada di "minisuperspace," yang didefinisikan sebagai himpunan semua alam semesta dengan medan energi tunggal yang mengalir melalui mereka: energi yang mendorong inflasi kosmik. (Dalam gambar shuttlecock Hartle dan Hawking, periode awal balon berhubungan dengan peningkatan cepat diameter di dekat bagian bawah gabus.)

Bahkan perhitungan minisuperspace sulit untuk dipecahkan dengan tepat, tetapi fisikawan tahu ada dua kemungkinan sejarah ekspansi yang berpotensi mendominasi perhitungan. Bentuk-bentuk semesta yang saling bersaing ini menjangkar dua sisi dari perdebatan saat ini.

Solusi saingannya adalah dua sejarah ekspansi "klasik" yang dimiliki sebuah alam semesta. Mengikuti percepatan awal inflasi kosmik dari ukuran nol, alam semesta ini terus berkembang menurut teori gravitasi dan ruang-waktu Einstein. Sejarah ekspansi yang lebih aneh, seperti alam semesta berbentuk bola atau yang seperti ulat bulu, sebagian besar dibatalkan dalam perhitungan kuantum.

Salah satu dari dua solusi klasik menyerupai alam semesta kita. Pada skala besar, itu halus dan acak-acakan dengan energi, karena fluktuasi kuantum selama inflasi. Seperti di alam semesta yang nyata, perbedaan kepadatan antar wilayah membentuk kurva lonceng di sekitar nol. Jika solusi yang mungkin ini memang mendominasi fungsi gelombang untuk ruang minisupers, menjadi masuk akal untuk membayangkan bahwa versi yang jauh lebih rinci dan tepat dari fungsi gelombang tanpa batas mungkin berfungsi sebagai model kosmologis yang layak dari alam semesta nyata.

Bentuk alam semesta yang berpotensi dominan lainnya tidak seperti realitas. Saat melebar, energi yang dimasukkan bervariasi lebih dan lebih luar biasa, menciptakan perbedaan kepadatan yang sangat besar dari satu tempat ke tempat lain yang gravitasi semakin memburuk. Variasi kepadatan membentuk kurva lonceng terbalik, di mana perbedaan antar wilayah mendekati bukan nol, tetapi tak terhingga. Jika ini adalah istilah dominan dalam fungsi gelombang tanpa batas untuk ruang minisupers, maka proposal Hartle-Hawking tampaknya salah.

Dua sejarah ekspansi dominan menyajikan pilihan dalam bagaimana jalur integral harus dilakukan. Jika sejarah dominan adalah dua lokasi pada peta, kota-kota besar di bidang semua alam semesta mekanika kuantum yang mungkin, pertanyaannya adalah jalan mana yang harus kita lalui melalui medan. Yang mana sejarah ekspansi dominan, dan hanya ada satu, yang harus diambil oleh "kontur integrasi" kita? Para peneliti telah memotong jalur yang berbeda.

Dalam makalah 2017 mereka, Turok, Feldbrugge, dan Lehners mengambil jalan melalui taman sejarah ekspansi yang memungkinkan menuju solusi dominan kedua. Dalam pandangan mereka, satu-satunya kontur yang masuk akal adalah yang memindai melalui nilai-nilai nyata (sebagai lawan dari nilai imajiner, yang melibatkan akar kuadrat dari angka negatif) untuk variabel yang disebut "lapse." Lapse pada dasarnya adalah ketinggian setiap kemungkinan alam semesta shuttlecock— jarak yang dibutuhkan untuk mencapai diameter tertentu. Karena tidak memiliki unsur sebab akibat, selang bukanlah gagasan waktu kita yang biasa. Namun Turok dan rekannya berdebat sebagian dengan alasan kausalitas bahwa hanya nilai-nilai nyata dari kesalahan yang masuk akal secara fisik. Dan menjumlahkan alam semesta dengan nilai-nilai nyata dari lapse mengarah ke solusi yang sangat berfluktuasi, secara fisik tidak masuk akal.

"Orang-orang menaruh kepercayaan besar pada intuisi Stephen," kata Turok melalui telepon. “Untuk alasan yang bagus — maksudku, dia mungkin memiliki intuisi terbaik dari siapa pun dalam topik ini. Tapi dia tidak selalu benar. "

Imaginary Universes

Jonathan Halliwell, seorang fisikawan di Imperial College London, telah mempelajari proposal tanpa batas sejak ia menjadi mahasiswa Hawking pada 1980-an. Dia dan Hartle menganalisis masalah kontur integrasi pada tahun 1990. Dalam pandangan mereka, serta Hertog, dan tampaknya Hawking, kontur itu tidak mendasar, melainkan alat matematika yang dapat ditempatkan untuk keuntungan terbesar. Ini mirip dengan bagaimana lintasan sebuah planet di sekitar matahari dapat diekspresikan secara matematis sebagai serangkaian sudut, sebagai serangkaian waktu, atau dalam hal salah satu dari beberapa parameter nyaman lainnya. “Anda dapat melakukan parameterisasi dengan banyak cara berbeda, tetapi tidak satu pun dari mereka yang lebih fisik daripada yang lain,” kata Halliwell.

Dia dan rekan-rekannya berpendapat bahwa, dalam kasus minisuperspace, hanya kontur yang mengambil sejarah ekspansi yang baik masuk akal. Mekanika kuantum membutuhkan probabilitas untuk ditambahkan ke 1, atau "dapat dinormalisasi," tetapi alam semesta yang berfluktuasi liar yang diduduki oleh tim Turok tidak. Solusi itu tidak masuk akal, terganggu oleh ketidakterbatasan dan tidak diizinkan oleh hukum kuantum — tanda-tanda yang jelas, menurut pembela tanpa batas, untuk berjalan ke arah lain.

Neil Turok telah memasang tantangan untuk proposal "tanpa batas" Hartle dan Hawking dan melayangkan deskripsi kuantum yang bersaing dari alam semesta.

Gabriela Secara

Memang benar bahwa kontur yang melewati solusi yang baik meringkas alam semesta yang mungkin dengan nilai imajiner untuk variabel selang mereka. Tapi selain Turok dan teman-teman, beberapa orang berpikir itu masalah. Angka imajiner meliputi mekanika kuantum. Kepada tim Hartle-Hawking, para kritikus mengajukan gagasan kausalitas yang salah dalam menuntut agar kesalahan itu nyata. "Itu prinsip yang tidak tertulis dalam bintang-bintang, dan yang kami sangat tidak setuju," kata Hertog.

Menurut Hertog, Hawking jarang menyebutkan formulasi jalur integral dari fungsi gelombang tanpa batas di tahun-tahun terakhirnya, sebagian karena ambiguitas di sekitar pilihan kontur. Dia menganggap sejarah ekspansi yang dapat dinormalisasi, yang hanya dijelaskan oleh jalur yang tidak terpisahkan, sebagai solusi untuk persamaan yang lebih mendasar tentang alam semesta yang diajukan pada 1960-an oleh fisikawan John Wheeler dan Bryce DeWitt. Wheeler dan DeWitt — setelah merenungkan masalah itu saat singgah di Raleigh-Durham International — berpendapat bahwa fungsi gelombang alam semesta, apa pun itu, tidak dapat bergantung pada waktu, karena tidak ada jam eksternal untuk mengukurnya. Dan dengan demikian jumlah energi di alam semesta, ketika Anda menambahkan kontribusi positif dan negatif dari materi dan gravitasi, harus tetap nol selamanya. Fungsi gelombang tanpa batas memenuhi persamaan Wheeler-DeWitt untuk minisuperspace.

Di tahun-tahun terakhir hidupnya, untuk lebih memahami fungsi gelombang secara lebih umum, Hawking dan kolaboratornya mulai menerapkan holografi – sebuah pendekatan baru blockbuster yang memperlakukan ruang-waktu sebagai hologram. Hawking mencari deskripsi holografis tentang alam semesta berbentuk shuttlecock, di mana geometri seluruh masa lalu akan diproyeksikan dari masa kini.

Upaya itu terus berlanjut tanpa kehadiran Hawking. Tapi Turok melihat perubahan dalam penekanan ini sebagai mengubah aturan. Dalam mundur dari perumusan integral jalur, katanya, para pendukung gagasan tanpa batas telah membuatnya tidak jelas. Apa yang mereka pelajari bukan lagi Hartle-Hawking, menurut pendapatnya — meskipun Hartle sendiri tidak setuju.

Selama setahun terakhir, Turok dan rekan-rekannya di Perimeter Institute Latham Boyle dan Kieran Finn telah mengembangkan model kosmologis baru yang memiliki banyak kesamaan dengan proposal tanpa batas. Tapi alih-alih satu shuttlecock, ia membayangkan dua, mengatur gabus ke gabus dalam bentuk jam pasir dengan waktu mengalir di kedua arah. Sementara model belum cukup berkembang untuk membuat prediksi, pesonanya terletak pada cara lobus-simetrisnya mewujudkan simetri CPT, cermin yang tampaknya mendasar di alam yang secara simultan mencerminkan materi dan antimateri, kiri dan kanan, dan maju dan mundur dalam waktu. Salah satu kelemahannya adalah bahwa lobus-citra cermin jagat raya bertemu pada singularitas, suatu keadaan darurat yang membutuhkan teori gravitasi quantum yang tidak diketahui untuk memahaminya. Boyle, Finn, dan Turok menikam singularitas, tetapi upaya semacam itu pada dasarnya spekulatif.

Ada juga kebangkitan minat dalam "proposal tunneling," sebuah cara alternatif yang mungkin muncul dari jagat raya, dikandung pada tahun 80-an secara independen oleh kosmolog Rusia-Amerika Alexander Vilenkin dan Andrei Linde. Proposal, yang berbeda dari fungsi gelombang tanpa batas terutama dengan tanda minus, menampilkan kelahiran alam semesta sebagai peristiwa "tunneling" mekanika kuantum, mirip dengan ketika sebuah partikel muncul di luar penghalang dalam eksperimen mekanika kuantum .

Banyak pertanyaan tentang bagaimana berbagai proposal berpotongan dengan penalaran antropik dan ide multiverse yang terkenal. Fungsi gelombang tanpa batas, misalnya, mendukung alam semesta yang kosong, sedangkan materi dan energi yang signifikan diperlukan untuk memperkuat kekerabatan dan kompleksitas. Hawking berpendapat bahwa penyebaran luas kemungkinan alam semesta yang diijinkan oleh fungsi gelombang semua harus diwujudkan dalam beberapa multiverse yang lebih besar, di mana hanya alam semesta kompleks seperti kita yang akan memiliki penghuni yang mampu melakukan pengamatan. (Debat baru-baru ini menyangkut apakah alam semesta yang kompleks dan dapat dihuni ini akan mulus atau berfluktuasi liar.) Keuntungan dari proposal penerowongan adalah bahwa ia mendukung alam semesta yang dipenuhi materi dan energi seperti kita tanpa menggunakan penalaran antropik — meskipun alam semesta yang terowongan menjadi ada mungkin memiliki masalah lain.

Tidak peduli bagaimana keadaannya, mungkin kita akan dibiarkan dengan beberapa esensi dari gambar Hawking pertama kali dilukis di Akademi Ilmu Pengetahuan Kepausan 38 tahun yang lalu. Atau mungkin, alih-alih non-awal seperti Kutub Selatan, alam semesta muncul dari singularitas setelah semua, menuntut jenis fungsi gelombang yang berbeda sama sekali. Either way, pengejaran akan terus berlanjut. "Jika kita berbicara tentang teori mekanika kuantum, apa lagi yang bisa ditemukan selain fungsi gelombang?" Tanya Juan Maldacena, seorang ahli fisika teoretis terkemuka di Institute for Advanced Study di Princeton, New Jersey, yang sebagian besar tidak ikut serta keributan baru-baru ini. Pertanyaan tentang fungsi gelombang alam semesta "adalah pertanyaan yang tepat untuk ditanyakan," kata Maldacena, yang, kebetulan, adalah anggota Akademi Kepausan. "Apakah kita menemukan fungsi gelombang yang tepat, atau bagaimana kita harus berpikir tentang fungsi gelombang – itu kurang jelas."

Cerita asli dicetak ulang dengan izin dari Majalah Quanta, sebuah publikasi independen dari Yayasan Simons yang misinya adalah untuk meningkatkan pemahaman publik tentang sains dengan meliput perkembangan penelitian dan tren dalam matematika dan ilmu fisika dan kehidupan.


Lebih Banyak Kisah KABEL

NASA Ingin Membangun 'Starshade' untuk Berburu Planet Alien. Begini Cara Kerjanya



Misi perburuan exoplanet Starshade mungkin secara teknologi menakutkan, tetapi mereka tidak berada di luar jangkauan NASA, penelitian terbaru menunjukkan.

Misi semacam itu akan menggunakan teleskop ruang angkasa dan pesawat terbang terpisah yang terbang sekitar 25.000 mil (40.000 kilometer) di depannya. Probe terakhir ini akan dilengkapi dengan naungan besar, datar, dan tertutup yang dirancang untuk memblokir cahaya bintang, yang memungkinkan teleskop untuk langsung mengorbit gambar. dunia alien sekecil Bumi yang jika tidak akan hilang dalam silau.

(Instrumen disebut coronagraphs, yang telah dipasang pada beberapa teleskop berbasis darat dan luar angkasa, bekerja berdasarkan prinsip pemblokiran cahaya yang sama. Tapi coronagraphs dimasukkan ke dalam teleskop itu sendiri.)

TERKAIT: Planet Alien Aneh (Galeri)

Belum ada misi Starshade di buku-buku NASA. Agar proyek seperti itu berhasil, kedua pesawat ruang angkasa itu perlu disejajarkan dengan sangat tepat – dalam jarak sekitar 3 kaki (1 meter) satu sama lain, kata para pejabat NASA.

"Jarak yang kita bicarakan untuk teknologi starshade agak sulit untuk dibayangkan, "Michael Bottom, seorang insinyur di Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA di Pasadena, California, mengatakan dalam sebuah pernyataan.

"Jika Starshade diperkecil menjadi ukuran coaster minuman, teleskop akan menjadi ukuran penghapus pensil, dan mereka akan dipisahkan oleh sekitar 60 mil [100 kilometers], "Bawah ditambahkan." Sekarang bayangkan kedua benda itu mengambang bebas di ruang angkasa. Mereka sama-sama mengalami tarikan dan dorongan kecil dari gravitasi dan kekuatan lain ini, dan dari jarak itu kami mencoba untuk menjaga keduanya agar tetap tepat dalam jarak sekitar 2 milimeter. "

Kegagalan pelurusan sedikit secara teoritis dapat dideteksi oleh kamera di dalam teleskop ruang angkasa. Sejumlah kecil cahaya bintang akan selalu bocor di sekitar tabir bintang, membentuk pola terang-dan-gelap pada cakupannya. Kamera akan menerima misalignment dengan mengenali kapan pola terang-dan-gelap berada di tengah.

Bottom merancang program komputer yang menguji apakah teknik ini benar-benar bisa bekerja – dan hasilnya menggembirakan.

"Kita dapat merasakan perubahan dalam posisi bintang-bintang turun menjadi satu inci, bahkan pada jarak yang sangat jauh ini," kata Bottom di pernyataan yang sama.

Sementara itu, sesama insinyur JPL Thibault Flinois dan rekan-rekannya datang dengan serangkaian algoritma mereka sendiri, yang menggunakan informasi dari program Bottom untuk menentukan kapan Starshade harus secara otomatis menembakkan pendorongnya untuk mempertahankan keselarasan.

Disatukan, karya ini – yang dirinci dalam a melaporkan diselesaikan awal tahun ini – menunjukkan bahwa misi starshade layak secara teknologi. Memang, seharusnya memungkinkan untuk menjaga bintang besar dan teleskop ruang angkasa selaras pada jarak hingga 74.000 mil (74.000 km), kata pejabat NASA.

"Ini bagi saya adalah contoh yang bagus tentang bagaimana teknologi ruang angkasa menjadi semakin luar biasa dengan membangun keberhasilan sebelumnya," Phil Willems, manajer kegiatan Pengembangan Teknologi Starshade NASA, mengatakan dalam pernyataan yang sama.

"Kami menggunakan formasi terbang di ruang angkasa setiap kali sebuah kapsul berlabuh di Stasiun ruang angkasa InternasionalWillem menambahkan. "Tetapi Michael dan Thibault telah jauh melampaui itu dan menunjukkan cara untuk mempertahankan formasi pada skala yang lebih besar dari Bumi itu sendiri."

Buku Mike Wall tentang pencarian kehidupan alien, "Di luar sana"(Grand Central Publishing, 2018; diilustrasikan oleh Karl Tate), sedang keluar sekarang. Ikuti dia di Twitter @michaeldwall. Ikuti kami di Twitter @Spacedotcom atau Facebook.

Eksperimen Internasional Dipilih untuk Stasiun Luar Angkasa Tiongkok



Kantor Perserikatan Bangsa-Bangsa untuk Urusan Luar Angkasa (UNOOSA) dan Badan Antariksa China Berawak (CMSA) mengumumkan Rabu (12 Juni) para pemenang dari kesempatan bersama mereka untuk melakukan eksperimen di atas kapal. Stasiun Luar Angkasa China (CSS), yang dijadwalkan akan dibangun dalam beberapa tahun mendatang.

Enam proyek pemenang dipilih, dan tiga dipilih secara kondisional. Mereka secara hati-hati dievaluasi oleh tim yang terdiri dari sekitar 60 ahli dari UNOOSA, CMSA dan komunitas luar angkasa internasional.

Lembaga pemenang berasal dari berbagai negara, termasuk Belgia, Cina, Prancis, Jerman, India, Italia, Jepang, Kenya, Belanda, Norwegia, Meksiko, Polandia, Peru, Federasi Rusia, Arab Saudi, Spanyol, dan Swiss.

Terkait: Administrasi Antariksa Nasional Tiongkok: Fakta & Informasi

Pemenang yang dipilih akan memiliki kesempatan untuk secara fisik mengakses ruang dengan menerbangkan percobaan mereka pada CSS, mengembangkan kemampuan mereka dalam ilmu dan teknologi ruang angkasa.

Direktur Jenderal CMSA Chun Hao kata dalam sebuah pernyataan: "CMSA siap membantu tim pemenang mempersiapkan dan mengimplementasikan eksperimen mereka di papan Stasiun. CMSA bekerja erat dengan UNOOSA untuk memajukan kerja sama kami yang ada dan menciptakan lebih banyak peluang untuk meningkatkan akses ke ruang: misalnya, kami berpikir untuk melepaskan panggilan percobaan berikutnya dalam waktu dekat. "

Eksperimen dipilih

Enam proposal berikut telah diterima:

POLAR-2: Gamma-Ray Burst Polarimetry di Stasiun Luar Angkasa China

Ini astronomi proyek akan diimplementasikan oleh empat lembaga dari empat negara: Universitas Jenewa dari Swiss, Pusat Nasional untuk Penelitian Nuklir Polandia, Institut Max Planck untuk Fisika Luar Angkasa Jerman dan Institut Fisika Energi Tinggi dari Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok.

Investigasi Spektroskopi Gas Nebular (SING)

Eksperimen astronomi ini akan dilaksanakan oleh dua institusi dari dua negara: Institut Astrofisika India dan Institut Astronomi dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia.

Perilaku Cairan yang Sebagian Dicampur dalam Mikrogravitasi

Ini adalah eksperimen dalam fisika dan pembakaran fluida gayaberat mikro. Ini akan dilaksanakan oleh Institut Teknologi India (BHU) dan Université Libre de Bruxelles (ULB) di Belgia.

Ketidakstabilan Api yang Terkena Vortisitas dan Gelombang Akustik (FIAVAW)

Ini adalah eksperimen di gayaberat mikro fisika fluida dan pembakaran. Ini akan dilaksanakan bersama oleh dua institusi dari dua negara, yaitu: Universitas Tsinghua dari Cina dan Universitas Tokyo dari Jepang.

Tumor di Luar Angkasa

Proyek ilmu kehidupan dan bioteknologi ini akan dilakukan oleh empat lembaga dari empat negara, yaitu Universitas Sains dan Teknologi Norwegia, Universitas Luar Angkasa Internasional, Universitas Vrije Amsterdam di Belanda dan Pusat Penelitian Nuklir Belgia.

Pengaruh Microgravity pada Pertumbuhan dan Produksi Biofilm dari Bakteri Penyebab Penyakit

Eksperimen ini akan dilaksanakan bersama oleh Bab Peru Society dan Chapter Spanyol Society Mars.

Diterima secara kondisional

Tiga proposal berikut diterima secara kondisional, yang berarti bahwa para pelamar akan diberi kesempatan untuk memperbarui proposal mereka untuk sepenuhnya memenuhi spesifikasi terperinci dari CSS. Mereka:

Platform inframerah tengah untuk pengamatan Bumi

Proyek ilmu bumi ini akan diimplementasikan bersama oleh dua organisasi dari Meksiko, Institut Nasional Astrofisika, Optik dan Elektronik (INAOE) dan Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP).

Pengembangan Multi-Junction GaAs Solar Cells untuk Aplikasi Antariksa

Ini adalah proyek dalam teknologi pemanfaatan ruang. Ini akan diimplementasikan bersama oleh dua lembaga dari Arab Saudi: Pusat Nasional untuk Nanoteknologi dan Material Maju dan Kota Raja Abdulaziz untuk Sains dan Teknologi (KACST).

BARIDISANA: Sistem Pendinginan 2 Fase Mikro Berkinerja Tinggi untuk Aplikasi Ruang

Ini adalah eksperimen dalam fisika dan pembakaran fluida gayaberat mikro. Ini akan dilaksanakan oleh Universitas Sapienza Roma di Italia dan Universitas Machakos di Kenya.

Leonard David menulis buku "Moon Rush: Perlombaan Antariksa Baru, "yang diterbitkan oleh National Geographic pada Mei 2019. Seorang penulis lama untuk Space.com, David telah melaporkan industri luar angkasa selama lebih dari lima dekade. Ikuti kami di Twitter @Spacedotcom atau Facebook.

Medan Magnet Dapat Membisikkan Lubang Hitam Monster Bima Sakti



Gaya magnet dapat menjelaskan mengapa supermasif lubang hitam di jantung Bima Sakti jauh lebih tenang daripada rekan-rekannya di galaksi lain.

Pengamatan baru, diambil oleh NASA Observatorium Stratospheric untuk Astronomi Inframerah (SOFIA) misi, mengungkapkan informasi yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang garis-garis medan magnet yang kuat di pusat galaksi.

Tarikan gravitasi yang kuat dari lubang hitam sentral Bima Sakti, yang dikenal sebagai Sagitarius A *, mendominasi jantung galaksi. Secara umum, saat material jatuh ke lubang hitam, raksasa gelap itu memancarkan radiasi energi tinggi yang mengungkapkan kehadiran mereka. Dibandingkan dengan lubang hitam yang terlihat di galaksi lain, jantung Bima Sakti relatif tenang, memancarkan radiasi yang jauh lebih sedikit dari yang diperkirakan. Memahami bagaimana lubang hitam berinteraksi dengan medan magnetnya dapat membantu para ilmuwan memahami perbedaan antara lubang hitam aktif dan tenang.

Terkait: Gambar: Lubang Hitam Alam Semesta

Apakah mereka ada di sekitar magnet kulkas atau lubang hitam, medan magnet tidak terlihat. Untuk mempelajari yang terhubung ke Sagitarius A *, para peneliti mengandalkan SOFIA, yang merupakan pesawat Boeing 747SP yang dimodifikasi. Secara khusus, mereka menggunakan instrumen SOFIA terbaru, Airborne Wideband Camera-Plus (HAWC +) beresolusi tinggi, untuk melacak cahaya inframerah-jauh terpolarisasi yang dipancarkan oleh partikel debu.

Karena butiran debu berbaris tegak lurus terhadap medan magnet, para astronom dapat memetakan bentuk dan menyimpulkan kekuatan medan magnet di sekitar lubang hitam. Menggabungkan peta baru dengan gambar inframerah pertengahan dan jauh Sagitarius A * mengungkapkan arah medan magnet.

Sementara beberapa bahan dari cincin gas dan debu di sekitarnya jatuh ke lubang hitam, medan magnet juga mengarahkan material menjauh dari raksasa lapar, kata para peneliti.

"Bentuk spiral dari medan magnet menyalurkan gas ke orbit di sekitar lubang hitam," penyelidik utama HAWC + Darren Dowell, dari Jet Propulsion Laboratory NASA di Pasadena, California, mengatakan dalam sebuah pernyataan.

"Ini bisa menjelaskan mengapa lubang hitam kita sunyi sementara yang lain aktif," tambah Dowell, penulis utama studi baru yang melaporkan hasil SOFIA.

Sagitarius A * adalah lubang hitam supermasif terdekat dengan matahari dan karenanya memberikan kesempatan yang baik untuk mempelajari bagaimana fungsi raksasa misterius.

"Ini adalah salah satu contoh pertama di mana kita dapat benar-benar melihat bagaimana medan magnet dan materi antar bintang berinteraksi satu sama lain," kata rekan penulis studi Joan Schmelz, seorang astrofisika di NASA Ames Research Center di California. "HAWC + adalah game-changer."

Hasilnya dipresentasikan pada pertemuan tengah tahunan 234 American Astronomical Society, yang diadakan minggu ini di St. Louis.

Ikuti Nola di Facebook dan di Twitter di @NolaTRedd. Ikuti kami di Twitter @Spacedotcom dan terus Facebook.

Akankah Apollo Nostalgia Membantu NASA Mendapatkan Uang Artemis Moon-nya?



Dorongan besar bulan NASA mungkin akan datang pada waktu yang tepat.

Badan antariksa sedang bekerja untuk mendaratkan astronot di kutub selatan bulan pada tahun 2024, sebagai bagian dari a Program yang disebut Artemis yang berupaya membangun kehadiran manusia jangka panjang dan berkelanjutan di dan di sekitar tetangga terdekat Bumi.

NASA awalnya menargetkan tahun 2028 untuk pendaratan di bulan dengan awak – yang pertama sejak era Apollo – tetapi Wakil Presiden Mike Pence mempercepat timeline Maret lalu.

Terkait: Bisakah NASA Benar-Benar Mengangkat Astronot ke Bulan pada 2024?

Pada hari Kamis (13 Juni), Administrator NASA Jim Bridenstine kata CNN yang membuat pendaratan 2024 mungkin akan membutuhkan tambahan $ 20 miliar hingga $ 30 miliar di atas anggaran normal agensi. Itu menghasilkan tambahan $ 4 miliar hingga $ 6 miliar per tahun hingga tahun 2024 untuk NASA, yang menghasilkan sekitar $ 20 miliar setiap tahun belakangan ini.

Tidak jelas saat ini apakah Artemis dan tanggal pendaratan agresif 2024 menikmati cukup dukungan di Kongres untuk mendapatkan uang sebanyak itu, kata pakar kebijakan luar angkasa John Logsdon, seorang profesor emeritus ilmu politik dan hubungan internasional di Elliott School of International Affairs Universitas George Washington. di Washington, DC

"Senat harus berurusan dengan otorisasi dan alokasi, dan mereka sangat diam," kata Logsdon kepada Space.com.

(Gedung Putih tentu saja di belakang inisiatif, satu tweet terbaru yang membingungkan meskipun. Presiden Trump memulai upaya bulan awak pada bulan Desember 2017 dengan penandatanganan Space Policy Directive 1.)

Prospek pendanaan Gauging Artemis sangat rumit karena ada begitu banyak variabel dalam permainan, kata Logsdon. Misalnya, tidak jelas apakah Kantor Manajemen dan Anggaran telah menandatangani rencana Gedung Putih.

Logsdon juga mengutip ketidakpastian seputar komitmen moneter NASA untuk Stasiun Luar Angkasa Internasional. Badan tersebut bertujuan untuk mengakhiri pendanaan langsung ke laboratorium yang mengorbit pada pertengahan tahun 2020, tetapi telah mengisyaratkan niat untuk menyediakan uang secara tidak langsung, melalui perusahaan swasta yang bertujuan untuk memperluas komersialisasi orbit rendah Bumi.

Dan ada variabel lain, yang bisa bermain dalam mendukung Artemis '- ulang tahun ke 50 yang mendekati Apollo 11 pendaratan di bulan, yang terjadi pada 20 Juli 1969. Gelombang nostalgia yang sudah terbangun dalam kesadaran publik tentu tidak akan merusak prospek proyek baru, kata Logsdon.

Itu tidak menyiratkan bahwa estimasi biaya Bridenstine tepat waktu atau sinis.

"Saya pikir itu kebetulan waktu, dan, dari sudut pandang para advokat, mungkin kebetulan yang positif," kata Logsdon.

NASA bertujuan untuk mencapai tujuan ambisius Artemis menggunakan roket raksasa yang disebut Space Launch System dan kapsul awak bernama Orion, keduanya masih dalam pengembangan. Badan itu juga berencana untuk membangun stasiun ruang angkasa kecil yang disebut Gateway di orbit bulan, yang akan berfungsi sebagai titik loncatan bagi pengintai ke permukaan.

NASA tidak memandang Artemis sebagai tujuan itu sendiri. Program ini dirancang untuk membantu umat manusia belajar bagaimana hidup dan bekerja di luar angkasa, sehingga NASA dan para mitranya dapat membawa astronot ke tujuan utama manusia-angkasa: Mars.

Buku Mike Wall tentang pencarian kehidupan alien, "Di luar sana"(Grand Central Publishing, 2018; diilustrasikan oleh Karl Tate), sedang keluar sekarang. Ikuti dia di Twitter @michaeldwall. Ikuti kami di Twitter @Spacedotcom atau Facebook.

'Chasing the Moon' Menunjukkan Masa Lalu Insinyur Nazi Wernher Von Braun dalam Program Luar Angkasa (Video)


Klip baru dari seri PBS yang akan datang "Mengejar Bulan"Menunjukkan masa lalu Nazi dari Wernher von Braun, salah satu insinyur roket top NASA sejak masa awal penerbangan luar angkasa Amerika.

Klip itu, yang disediakan khusus untuk Space.com oleh PBS, menunjukkan cuplikan bersejarah Amerika Serikat. penerbangan satelit pertama dan beberapa adegan menampilkan von Braun.

Serial ini akan ditayangkan 8-10 Juli (semua malam pukul 9 malam EDT) di PBS, hanya beberapa hari sebelum 20 Juli, peringatan ke-50 pendaratan di bulan pertama. Pada malam pertama, serial ini menyentuh von Braun, yang memimpin desain roket Saturn V Apollo – dan yang juga mendorong satelit pertama Amerika ke luar angkasa pada tahun 1958.

Terkait: Apollo 11 at 50: A Complete Guide to Historic Moon Landing Mission

Penjelajah 1Peluncuran sukses pada 31 Januari tahun itu di atas roket Juno tim von Braun (rudal Jupiter yang dimodifikasi) adalah kemenangan yang sangat dibutuhkan bagi Amerika Serikat, yang masih belum pulih dari peluncuran Sputnik Uni Soviet pada tahun 1957. Upaya pertama orang Amerika pada peluncuran satelit pada tahun 1957, di atas roket Vanguard, telah berakhir dengan ledakan dramatis yang dijuluki "Kaputnik"oleh beberapa pers. (Satelit itu selamat dan berguling dengan tidak sengaja ke semak-semak dekat pad, dengan riang berbunyi bip seperti yang seharusnya dilakukan.)

Seri PBS baru ini memperlihatkan cuplikan dari persiapan peluncuran Explorer, yang diriwayatkan oleh suara Ed Buckbee, yang merupakan petugas hubungan masyarakat di lokasi Angkatan Darat di Huntsville, Alabama, tempat roket dibangun. "Mereka adalah pahlawan," katanya tentang tim von Braun. Tetapi seperti yang ditunjukkan oleh sejarawan luar angkasa AS John Logsdon, von Braun memiliki masa lalu yang lebih suram sebelum bermigrasi ke Amerika Serikat setelah Perang Dunia II.

Wernher von Braun adalah pemain penting di masa-masa awal program luar angkasa Amerika.

(Gambar: © NASA)

Jerman telah mengembangkan roket di bawah rezim Nazi selama perang global. Roket masih merupakan teknologi baru di tahun 1940-an, dan sulit bagi tim roket Jerman, termasuk von Braun, untuk secara tepat menargetkan London untuk serangan – tetapi mereka tetap, secara teratur membunuh warga sipil dalam kampanye pemboman strategis yang dikenal sebagai "Blitz."

Setelah Nazi Jerman menyerah kepada pasukan Sekutu, mengakhiri Perang Dunia II, baik Amerika Serikat dan Uni Soviet merekrut dan menyambut insinyur roket yang telah bekerja untuk Nazi. Von Braun memimpin kelompok yang bermigrasi ke AS, dan keahlian para insinyurnya membantu membangun beberapa roket AS, termasuk Saturnus V yang akhirnya mengirim manusia ke bulan.

Von Braun dengan cepat menjadi populer di televisi Amerika untuk mimpi-mimpinya tentang penerbangan luar angkasa, tetapi hubungan dengan pejabat pemerintah yang seharusnya ia kerjakan lebih sulit, kata Logsdon, pendiri Space Policy Institute di George Washington University.

"Di dalam pemerintahan, [von Braun] Pertama-tama sakit di pantat, "kata Logsdon." Sulit untuk berurusan dengan, primadona, dan pemerintah sangat menyadari latar belakangnya di bawah [Nazi leader Adolf] Hitler dan kemungkinan keterlibatannya dengan S.S. [Nazi police] dan menjadi Nazi terdaftar. "

Fisikawan teori Inggris Freeman Dyson menawarkan sudut lain kritik terhadap keprihatinan Logsdon, mengatakan bahwa upaya von Braun pada pengembangan roket awal di Jerman adalah "pemborosan total uang" bagi Jerman. (Namun, pekerjaan itu mengarah langsung ke roket yang lebih kuat dan tepat yang dikembangkannya di Amerika Serikat.)

"Dia memajukan seluruh bidang," kata Dyson, menambahkan bahwa ia berbagi keyakinan von Braun bahwa manusia tidak akan terbatas pada Bumi. "Aku merasakan hal yang sama – itu sudah jelas."

Masa lalu Nazi Von Braun dimasukkan dalam film Hollywood 1960 "I Aim At The Stars," yang ditayangkan perdana di bioskop Amerika dua tahun setelah kemenangan Explorer 1. PBS juga menunjukkan bagian dari film, di mana aktor yang memerankan Von Braun (Curt Jürgens) memiliki diskusi dengan salah satu pengawas Jerman-nya.

Ikuti Elizabeth Howell di Twitter @ Howellspace. Ikuti kami di Twitter @Spacedotcom dan terus Facebook.

India Akan Meluncurkan Combit Moon Orbiter-Lander-Rover Combit pada bulan Juli


India akan melakukan lompatan terbesar ke bulan, dengan misi mendarat di kutub selatan bulan.

Saat dunia bersiap untuk peringatan 50 tahun pendaratan Apollo 11 bulan bersejarah di NASA pada bulan Juli, Organisasi Penelitian Antariksa India (ISRO) akan meluncurkan misi tiga ancaman yang ambisius ke tetangga terdekat Bumi. Misi, yang disebut Chandrayaan-2, dijadwalkan untuk diluncurkan 14 Juli pukul 5:51 hal. EDT (2151 GMT).

Chandrayaan-2 akan diluncurkan di atas roket Kendaraan Peluncuran Satelit Geosynchronous Mark III M1 (penguat paling kuat India) dari Pusat Antariksa Satish Dhawan di Sriharikota, di mana waktu setempat saat lepas landas adalah 02:51 pada 15 Juli. Dan tidak seperti pengorbit bulan pertama negara itu Chandrayaan-1, yang diluncurkan pada 2008, pesawat ruang angkasa baru ini tidak akan sendirian.

Terkait: Probe Bulan Hilang yang Panjang di India Ditemukan oleh NASA Radar

Gambar 1 dari 3

Ilustrasi seorang seniman pendarat Chandrayaan-2 India, Vikram, dan penjelajah Pragyan di permukaan bulan dekat kutub selatan bulan.

Ilustrasi seorang seniman pendarat Chandrayaan-2 India, Vikram, dan penjelajah Pragyan di permukaan bulan dekat kutub selatan bulan.

(Gambar: © Organisasi Penelitian Luar Angkasa India)

Gambar 2 dari 3

Diagram Organisasi Penelitian Luar Angkasa India ini menunjukkan profil penerbangan spaceraft Chandrayaan-2 saat mereka terbang ke bulan antara Juli dan September 2019.

Diagram Organisasi Penelitian Luar Angkasa India ini menunjukkan profil penerbangan spaceraft Chandrayaan-2 saat mereka terbang ke bulan antara Juli dan September 2019.

(Gambar: © Organisasi Penelitian Luar Angkasa India)

Gambar 3 dari 3

India berencana untuk meluncurkan misi bulan kedua, Chandrayaan-2, pada Juli 2019.

Grafik ISRO ini merinci komponen utama misi bulan Chandrayaan-2 India.

(Gambar: © ISRO melalui Twitter)

Chandrayaan-2 akan mencakup pengorbit, pendarat dan penjelajah yang akan bekerja sama untuk mempelajari bulan dari atas dan permukaannya. Chandrayaan berarti "Kerajinan Bulan" dalam bahasa Sanskerta, dan merupakan nama proyek eksplorasi bulan ISRO yang menyeluruh, dengan Chandrayaan-2 menjadi misi kedua dalam program itu.

Pendarat Chandrayaan-2 disebut Vikram untuk menghormati ilmuwan India Vikram Sarabhai, dijuluki "Bapak Program Luar Angkasa India," yang meninggal pada tahun 1971, pejabat ISRO menjelaskan dalam deskripsi misi. Bajak disebut Pragyan, atau "Kebijaksanaan" dalam bahasa Sansekerta.

Situs pendaratan target untuk misi Chandrayaan-2 India untuk menjelajahi kutub selatan bulan.

(Gambar: © Organisasi Penelitian Luar Angkasa India)

Setelah diluncurkan, Chandrayaan-2 akan menghabiskan waktu sekitar 16 hari yang mengorbit Bumi, menaikkan orbitnya perlahan-lahan dari waktu ke waktu sebelum menuju ke bulan, Times of India melaporkan. Perlu misi sekitar lima hari untuk mencapai bulan, setelah itu Chandryaan-2 akan menghabiskan 27 hari di orbit bulan sebelum melepaskan pendarat Vikram.

Jika semuanya berjalan baik, Vikram akan mendarat di dekat kutub selatan bulan pada 6 September dalam apa yang dijanjikan sebagai urutan pendaratan 15 menit yang mengerikan, kata para pejabat ISRO.

"Operasi 15 menit – di mana Vikram membuat keturunan terakhir dan tanah lunak – akan menjadi yang paling menakutkan karena kami tidak pernah mencoba misi yang rumit," kata ketua ISRO K Sivan dalam konferensi pers 11 Juni menurut Times. dari India.

Vikram bertenaga surya diperkirakan akan mengerahkan bajak Pragyan kecil sekitar empat jam setelah mendarat. Bersama-sama, pendarat dan penjelajah dirancang untuk bertahan sekitar satu hari bulan (14 hari Bumi) di permukaan bulan, sementara orbtier Chandrayaan-2 melanjutkan misinya selama setahun penuh, menurut tinjauan ISRO.

Chandrayaan-2 akan membawa 13 instrumen ilmiah yang berbeda untuk mempelajari bulan. Mereka termasuk delapan muatan pengamatan jarak jauh pada pengorbit, tiga di pendarat dan dua di penjelajah.

Salah satu muatan pendarat adalah percobaan NASA yang disebut Laser-reflektor Laser Array untuk Lunar Landers, perangkat seperti cermin yang dirancang untuk memantulkan sinyal laser yang dapat digunakan untuk menentukan lokasi pendarat Vikram dan mengukur jarak antara Bumi dan bulan. NASA menyertakan reflektor retro serupa pada pendarat bulan Beresheet Israel, yang jatuh saat upaya pendaratan di bulan gagal di bulan April.

Email Tariq Malik di tmalik@space.com atau ikuti dia @tariqjmalik. Ikuti kami @Spacedotcom dan Facebook.

Apa Yang Terjadi Jika Anda Tidak Mengambil Splinter?


Ini bisa menjadi perasaan yang membebaskan untuk melepaskan sepatu Anda dan berjalan di luar tanpa alas kaki selama musim semi yang hangat dan musim panas, hingga geladak menjepit kaki Anda yang terbuka dengan hadiah kecil yang lancip: serpihan.

Tapi itu sangat kecil atau sangat dalam menempel di kulit sehingga Anda tidak bisa mengeluarkannya. Jadi, apa yang akan terjadi jika Anda membiarkannya?

Yang terbaik adalah tidak menunggu dan melihat, karena meninggalkan serpihan di tubuh dapat memberikan jalan bagi infeksi, kata Ashley Jones, seorang praktisi perawat bersertifikat di The Ohio State University Wexner Medical Center. [Do Rusty Nails Really Give You Tetanus?]

"Kulit adalah penghalang fisik yang mencegah infeksi," kata Jones kepada Live Science. Jadi serpihan yang merusak kulit itu "memudahkan bakteri di luar kulit untuk benar-benar masuk ke bawah kulit." Bakteri itu mungkin sudah berada di serpihan, bertahan untuk tumpangan gratis ke aliran darah, atau mungkin masuk melalui gerbang terbuka setelah serangan.

Salah satu infeksi tersebut disebabkan oleh bakteri tetanus (clostridium tetani), yang, jika masuk ke dalam tubuh seseorang yang tidak divaksinasi atau mutakhir dengan penguat tetanus mereka, dapat melepaskan racun yang membahayakan sistem saraf.

Karena risiko infeksi, "Saya biasanya menyarankan agar Anda tidak meninggalkan serpihan di tempat," kata Jones. Jika Anda tidak dapat dengan mudah mengambilnya dengan pinset dan dengan memberikan tekanan yang lambat dan mantap, "Saya akan merekomendasikan hanya mencari perawatan kesehatan," katanya.

Jefry Biehler, ketua pediatri di Nicklaus Children's Hospital di Miami, menggemakan rekomendasi ini. Jika mengeluarkan serpihan yang tertanam dalam di rumah dapat menyebabkan banyak pendarahan, maka pergilah ke pusat perawatan kesehatan, di mana para profesional dapat mengeluarkan serpihan dengan menggunakan instrumen yang bersih dan steril, katanya.

Jika sempalan tidak dihilangkan, tubuh mungkin tidak akan menyerap penyerbu atau memecahnya. Sebaliknya, tubuh kemungkinan akan mencoba untuk mendorong keluar serpihan, kata Biehler. Serpihan dapat menyebabkan reaksi inflamasi, yang bisa berarti pembengkakan dan kemerahan di daerah itu. Terlebih lagi, kantong nanah dapat terbentuk untuk membantu mengeluarkan serpihan.

Jika respon inflamasi berlanjut selama beberapa hari atau minggu, area tersebut kadang-kadang dapat mengalami benjolan yang agak permanen atau apa yang disebut "granuloma," tambah Jones. Ini adalah semacam gelembung pelindung dari sel-sel kekebalan yang mengelilingi benda asing yang tidak bisa disingkirkan oleh tubuh.

Kadang-kadang tubuh secara alami dapat mengeluarkan serpihan dari kulit tanpa menyebabkan respon peradangan, kata Biehler. Di waktu lain, serpihan dapat tetap berada di kulit selamanya.

Biehler mencatat bahwa salah satu teman perawatnya telah memiliki duri sepanjang satu inci di tangannya selama 40 tahun terakhir. "Kamu bisa merasakannya, dia bisa memindahkannya … [but] itu tidak menyebabkan rasa sakit padanya, "katanya." Dia baik-baik saja selama 40 tahun. "Serpihan itu tidak membawa risiko infeksi sebesar ketika dia pertama kali mendapatkannya, karena kulit tertutup di atasnya , dia menambahkan.

"Ini adalah garis tipis antara apa yang perlu dilihat [by a doctor], apa yang perlu dihilangkan dan apa yang bisa dibiarkan sendiri, "kata Biehler. Tetapi secara umum, serpihan yang Anda dapatkan di sekitar rumah atau yang berasal dari bahan tanaman, seperti kayu," biasanya perlu keluar, karena tubuh bereaksi untuk itu. "

Bagaimanapun, benda asing yang bersarang di kulit – terutama pada anak-anak dan orang tua, yang mungkin lebih rentan terhadap infeksi – harus dievaluasi oleh seorang profesional perawatan kesehatan, katanya.

Awalnya diterbitkan pada Sains Langsung.

SpaceX Falcon Heavy Akan Meluncurkan Probe NASA untuk Mempelajari Radiasi Antariksa



Untuk membantu melindungi satelit di ruang angkasa, NASA memaparkan pesawat ruang angkasa kecil ke seluruh ruang angkasa radiasi.

Misi NASA Space Environment Testbeds (SET) saat ini dijadwalkan untuk diluncurkan pada 24 Juni pada a SpaceX Falcon Heavy roket sebagai bagian dari misi pengujian teknologi yang dijuluki Space Test Program-2 (STP-2). SET bertujuan untuk belajar cuaca luar angkasa, yang mengacu pada kondisi cuaca di dalam tata surya, dan bagaimana radiasi memengaruhi pesawat ruang angkasa, untuk membangun yang lebih lengkap untuk eksplorasi ruang angkasa di masa depan.

"Anda tidak ingin meluncurkan sesuatu yang tidak dapat tahan terhadap lingkungan," kata Nicola Fox, direktur Divisi Heliophysics NASA, selama panggilan media yang diadakan pada 7 Juni. "Misi khusus ini akan membantu kita melihat jenis yang tepat. material dan teknologi terbaik yang bisa kita lakukan di luar angkasa. "

Terkait: Roket Berat Falcon SpaceX: By the Numbers

Radiasi adalah salah satu bahaya utama yang mengancam misi luar angkasa. Partikel energetik yang dipancarkan oleh matahari atau ditemukan di ruang angkasa yang dalam dapat merusak perangkat lunak dan perangkat keras pesawat ruang angkasa seiring waktu.

SET adalah salah satu dari tiga percobaan pada Demonstrasi dan Eksperimen Sains
pesawat ruang angkasa (dikenal sebagai DSX), sebuah pesawat ruang angkasa Angkatan Udara A.S. itu sendiri adalah salah satu dari 24 muatan berbeda yang diluncurkan pada misi STP-2 SpaceX. Ini akan bertujuan untuk celah antara sabuk radiasi bumi, yang dikenal sebagai Sabuk Van Allen. Celah, yang oleh para ilmuwan disebut wilayah slot, penuh dengan radiasi yang terperangkap oleh medan magnet planet – terutama selama a badai magnet. Badai ini terjadi ketika ada perubahan medan magnet baik dari angin matahari atau medan magnet matahari yang terhubung dengan bumi.

"Belum ada terlalu banyak pengukuran untuk memberi tahu kami seberapa buruk hal yang terjadi di wilayah slot," Michael Xapsos, dari Tim Ilmuwan Proyek SET, mengatakan dalam sebuah pernyataan. "Itu sebabnya kita pergi ke sana."

Menggunakan informasi yang dikumpulkan oleh SET tentang cuaca luar angkasa di daerah itu, NASA berharap untuk membangun tidak hanya pesawat ruang angkasa yang lebih terlindungi tetapi juga lebih efisien.

"Kami ingin memastikan kami memiliki margin desain yang tepat," kata Fox. "Sangat mahal untuk meletakkan kilogram di luar angkasa … Tuhan tahu, Anda tidak harus meluncurkan kapal perang jika yang Anda butuhkan hanyalah sebuah perahu kecil."

Kunjungi Space.com pada hari Senin, 24 Juni, untuk liputan lengkap tentang misi STP-2.

Ikuti Passant Rabie @passantrabie. Ikuti kami di Twitter @Spacedotcom dan terus Facebook.