في 4 نوفمبر 2021،الأكاديميات الوطنية الأمريكية للعلوم والهندسة والطبنشرت "دراسة لمدة عشر سنوات"إنشاءالأولويات العلميةوكذلكتوصياتتمويل لالسنوات العشر القادمةلبحثفيعلم الفلكوفيالفيزياء الفلكية.
رؤية للعقد القادم
حسبما أفاد الموقعفضاء، الوثيقة بعنوان"مسارات الاكتشاف في علم الفلك والفيزياء الفلكية لعقد 2020"يحددثلاث نقاط رئيسية يجب أن تركز عليها التخصصات:الاكتشاف ودراسة الكواكب الخارجية الصالحة للحياة,استكشاف الثقوب السوداء والنجوم النيوترونيةكنافذة على الكون البدائي، وفهم أفضل لأصل وتطور المجرات. كما يسلط الضوء على أهمية جعل علم الفلك مجالًا أكثر شمولاً وتنوعًا.
"يضع هذا التقرير رؤية طموحة وملهمة وطموحة للعقد القادم من علم الفلك والفيزياء الفلكية"وقال في بيانفيونا هاريسون، الرئيس المشارك للجنة التوجيهية للأكاديميات الوطنيةمن الدراسة.
هاريسون، الذيكما يرأس قسم الفيزياء والرياضيات وعلم الفلك في معهد كاليفورنيا للتكنولوجياوأضاف في باسادينا:
من خلال تغيير الطريقة التي نخطط بها لمشاريع الفضاء الإستراتيجية الأكثر طموحًا، يمكننا تطوير مجموعة واسعة من المهام لتحقيق أهداف رؤيوية، مثل البحث عن الحياة على كواكب تدور حول نجوم في المجرة المجاورة لنا، وفي الوقت نفسه استغلال ثروات الكون. الفيزياء الفلكية في القرن الحادي والعشرين بفضل أسطول بانكروماتيك.
وثيقة مؤثرة
وتقوم الأكاديميات الوطنية بإعداد دراسات مدتها عشر سنوات في مجالات مختلفة، بما في ذلك علوم الكواكب وعلوم الأرض.وكما يوحي اسمها، يتم نشرها كل عشر سنوات تقريبًا، وآخر دراسة عشرية في علم الفلك والفيزياء الفلكية بعنوان"عوالم جديدة، آفاق جديدة في علم الفلك والفيزياء الفلكية"تم نشره في عام 2010. ولكن بسبب الوباء العالمي والإغلاق الحكومي،التقرير الجديد، ومن المتوقع نشره في يناير 2021، وتأخرت لمدة عام تقريبا.
تمثل هذه الوثائق، التي كتبها باحثون بارزون في مجالاتهم، قدرًا كبيرًا من العمل.على سبيل المثال، تحتوي الدراسة المنشورة مؤخرًا على 614 صفحة. الوثيقة"مسارات الاكتشاف في علم الفلك والفيزياء الفلكية لعقد 2020"يكونمستوحاة من مجتمع علم الفلك من خلال مئات الأوراق البيضاء والاجتماعات العامة ونصائح 13 مجموعة فرعية على مدى عدة سنوات"لإصدار توصياتها"، كتب ممثلو الأكاديميات الوطنية في البيان الصحفي.
وهذه الدراسات العشرية لها تأثير كبير:الوكالات الحكومية مثل ناسا والمؤسسة الوطنية للعلوم(NSF)الاعتماد عليهم في اتخاذ القرار بشأن تخصيص الأموال والموارد الأخرى. على سبيل المثال، حدد المسح العقدي لعلم الفلك والفيزياء الفلكية لعام 2001 التلسكوب الفضائي من الجيل التالي باعتباره المهمة ذات الأولوية التي سيتم تطويرها على مدى السنوات العشر القادمة. هذا المشروع الطموحالمعروف الآن باسم تلسكوب جيمس ويب الفضائيومن المقرر إطلاقه من غيانا الفرنسية في 18 ديسمبر.
في عام 2010التقرير"عوالم جديدة، آفاق جديدة"ملكتم الإبلاغ عن تلسكوب الأشعة تحت الحمراء واسع المجال(ويفيرست)وتلسكوب الدراسة السينوبتيكي الكبير(لسست)كمشاريع ذات أهمية خاصة. كلا المشروعين يتقدمان حاليًا، مع WFIRST،المعروف الآن باسم تلسكوب نانسي جريس الفضائي الروماني، والتي من المفترض أن تنطلق في موعد أقصاه مايو 2027، وLSST،يسمى الآن مرصد فيرا سي روبين، والتي ينبغي أن تحصل على ضوءها الأول في غضون عام أو عامين، إذا سارت الأمور وفقًا للخطة.
وفي الدراسة التي نشرت مؤخرا،تم تحديد ثلاثة "مجالات ذات أولوية"، بالإضافة إلى برنامج جديد لـ "المراصد الرئيسية".
مستقبل البحث
ولذلك حددت الدراسة ثلاثة مجالات للتركيز تستحق اهتماماً خاصاً واستثماراً على مدى العقد المقبل. الأول بعنوان"مسارات إلى عوالم صالحة للسكن"، هو أبرنامج مصمم للمساعدة في اكتشاف وتوصيف الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرضبهدف التقاط صور لهذه العوالم وتحليل تركيبتها الجوية.
الثاني،"نوافذ جديدة على الكون الديناميكي"، يصفجهود مكثفة في دراسة الثقوب السوداء والنجوم النيوترونيةباستخدام مجموعة متنوعة من الأدوات الأرضية والفضائية، بما في ذلك الأجهزة التي يمكنها اكتشاف موجات الجاذبية. يمكن فهم أفضل لهذه الأجرام السماويةتسليط الضوء بشكل كبير على بدايات الكون، أبلغ عن مؤلفي التقرير.
مجال الاهتمام الثالث"الكشف عن محركات نمو Galaxy",يهدف إلى إحداث ثورة في فهم العلماء لتكوين المجرات وتطورها,"من طبيعة شبكات الغاز الكونية التي تغذيها إلى طبيعة تكثيف هذا الغاز وتشكل النجوم"، يدل على الدراسة العشرية.
ولتحقيق هذه الأهداف توصي الدراسة بعد ذلك بإنشائهامن أ"مهمة المراصد الكبرى وبرنامج النضج التكنولوجي"(برنامج إنضاج مهام وتقنيات المراصد الكبرى)،وهو ما يذكرنا ببرنامج المراصد الكبرى التابع لناسابعد أن أطلقت أربعة تلسكوبات فضائية قوية بين عامي 1990 و2003، بدءاً منتلسكوب هابل الفضائي الشهير.
كما توصي الدراسة بأن تكون المهمة الأولى في هذا البرنامج عبارة عن تلسكوب فضائي يعمل بالأشعة تحت الحمراء/البصرية/فوق البنفسجية (IR/O/UV) مع مرآة أساسية يبلغ قطرها حوالي 6 أمتار.إنها أعرض بحوالي 2.5 مرة من مرآة هابل، وعننفس حجم ويب، وهو الأمثل لمراقبة الكون في ضوء الأشعة تحت الحمراء.
هذا التلسكوب الفضائي الجديد يمكن أن يفعل ذلكالبحث عن البصمات الحيوية في الأجواء لحوالي 25 كوكبًا خارجيًا يحتمل أن تكون صالحة للحياةوسيكون جاهزًا للإطلاق في أوائل الأربعينيات من القرن الحالي، وفقًا للاستطلاع. هموتقدر تكلفتها بنحو 11 مليار دولار، وهو نفس سعر Webb تقريبًا، الذي تبلغ تكلفته الإجمالية حوالي 10 مليارات دولار.
كما توصي الدراسة التي تستغرق عشر سنوات بالاستثمار في التلسكوبات الأرضية الضخمة،ولا سيما تلسكوب ماجلان العملاق، قيد الإنشاء حاليًا في جبال الأنديز،وكذلك تلسكوب الثلاثين مترا، المخطط للبناء في هاواي.
من الناحية المثالية،سيتم إجراء هذه الاستثمارات "كجزء من برنامج أمريكي منسق للتلسكوبات الكبيرة للغاية(ELT) “، قالت الدراسة.
ستخلق هذه المراصد فرصًا هائلة للتقدم العلمي على مدى العقود القادمة وما بعدها، وسوف تتناول تقريبًا كل سؤال علمي مهم في جميع المجالات العلمية الثلاثة ذات الأولوية.
جعل علم الفلك والفيزياء الفلكية أكثر شمولاً
واقترح التقرير ذلك أيضًاوكانت هناك حاجة إلى استثمارات إضافية لدعم مرافق البحث والعلماء في بداية حياتهم المهنية والأنشطة الأساسيةمثل أرشفة البيانات.
فضاءيذكر أن علم الفلك والفيزياء الفلكيةالمجالات التي لا تزال يهيمن عليها الرجال في الغالب، مع تمثيل الأقليات أقل من تمثيل المجتمع بشكل عام. الوضع الذي يود التقرير الجديد المساعدة في تغييره:
وينبغي زيادة التمويل لدعم تنوع أعضاء هيئة التدريس في برامج علم الفلك والفيزياء الفلكية بالجامعة.
كل هذه التوصيات، والتي تهم أيضًا الوكالات الحكومية مثل وكالة ناسا على سبيل المثالومن ثم فإن الهدف هو تسهيل وتعظيم تقدم البحث العلمي، وقد يتمكن أيضًا من ذلكيوم واحد تأكيد أفكار الرئيس الجديد للوكالة.
