คุณเคยสงสัยหรือไม่ว่าความร่วมมือของ LIGO จัดการกับสัญญาณเล็กๆ จากคลื่นความโน้มถ่วง จากเสียงพื้นหลังทั้งหมดในเครื่องตรวจจับขนาดกิโลเมตรได้อย่างไร คุณโชคดีเพราะผู้เชี่ยวชาญจากกลุ่มการวิเคราะห์ลักษณะเฉพาะของเครื่องตรวจจับ LIGO ได้เขียนบทความที่มีชีวิตชีวาบนบล็อกCQG+ ที่ชื่อว่า “ เรารู้ได้อย่างไรว่า LIGO ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วง? “. มันเต็มไปด้วยข้อเท็จจริง
ที่สนุกสนาน
ตัวอย่างเช่น คุณทราบหรือไม่ว่าการตรวจจับ นั้นใกล้เคียงกับการวัดการเปลี่ยนแปลงของระยะห่างของความหนาของเส้นผมมนุษย์ระหว่างโลกกับ ซึ่งเป็นดาวที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด แต่ขอเตือนไว้ก่อนว่าบทความนี้ยังเต็มไปด้วยคำศัพท์ทางเทคนิค เช่น “นกหวีด”, และแม้แต่ สิ่งเหล่านี้แสดงในกราฟิก
ด้านบนโดยนักฟิสิกส์และศิลปิน ณัฐสินี กิจบุญชู เมื่อต้นปีนี้ ได้ทบทวนหนังสือ ซึ่งเป็นนักฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากอ็อกซ์ฟอร์ด ให้เหตุผลว่าทฤษฎีสตริงเป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์ในการทำความเข้าใจจักรวาล ตอนนี้ เพื่อนนักทฤษฎีได้เขียนบทความในบล็อกของเธอ“คอนลอนเล่าประวัติของระเบียบวินัย
จากมุมมองของนักทฤษฎีสตริง” ฮอสเซนเฟลเดอร์เขียน และเสริมว่า “ในทางกลับกัน ให้ฉันบอกคุณว่าคนนอกที่เหยียดหยามจะเล่าเรื่องนี้อย่างไร”ในที่สุดวิดีโอด้านล่างทำให้ฉันหัวเราะออกมาดัง ๆ เป็นของนักแสดงตลกชาวแคนาดา แพต เคล ลีกำลังส่ง อย่างสนุกสนาน ในทางตรงข้าม วิดีโอยังเป็นคำแนะนำ
เครื่องมือที่สองคือ ซึ่งได้รับการพัฒนาที่ LMSAL (รูปที่ 2) หน้าที่คือศึกษาว่าโคโรนาสุริยะตอบสนองต่อสนามแม่เหล็กที่ HMI สังเกตได้ใกล้กับพื้นผิวดวงอาทิตย์อย่างไร กล้องโทรทรรศน์สี่ตัวของ AIA (ดูกล่อง) ให้แสงโดยตรงไปยังกล้อง CCD สี่ตัว ซึ่งถ่ายภาพชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์ที่ความยาวคลื่น
ที่สอดคล้องกับสถานะไอออไนเซชันของเหล็กและฮีเลียม รวมถึงแถบสเปกตรัมสามแถบในย่านรังสีอัลตราไวโอเลตของสเปกตรัม ข้อมูลจากเส้นสเปกตรัมเหล็กช่วยให้เราสามารถแมปอุณหภูมิของโคโรนาในช่วง 700,000–20 × 10 6 K ในขณะที่ข้อมูลฮีเลียมโพรบอุณหภูมิตั้งแต่ 30,000–100,000 K
เครื่องมือ
สุดท้ายใน SDO คือการทดลองความแปรปรวนของรังสีอัลตราไวโอเลตสูง (EVE) EVE พัฒนาขึ้นโดยเจ้าหน้าที่ของห้องปฏิบัติการฟิสิกส์บรรยากาศและอวกาศของมหาวิทยาลัยโคโลราโด ประกอบด้วยชุดสเปกโตรมิเตอร์ที่วัดการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ทั้งหมดในช่วงความยาวคลื่น
ระหว่าง 0.1–105 นาโนเมตร เนื่องจาก กำลังบินไปพร้อมกัน จึงเป็นไปได้ที่จะเชื่อมโยงการเปลี่ยนแปลงของการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์กับเหตุการณ์สุริยะที่เฉพาะเจาะจง โดยการเปรียบเทียบช่วงเวลาของการเปลี่ยนแปลงการวัดของ EVE กับข้อมูลแถบสเปกตรัมในภาพของ AIA
การจัดการกับข้อมูล ข้อกำหนดสำหรับอัตราการถ่ายภาพสูง ความละเอียดเชิงพื้นที่สูง และการครอบคลุมสเปกตรัมที่กว้างเป็นแรงผลักดันในการออกแบบเครื่องมือทั้งสาม ตลอดจนคุณสมบัติและวงโคจรของยานอวกาศที่บรรทุกอุปกรณ์เหล่านี้ ตัวอย่างเช่น วงโคจรจีโอซิงโครนัสของหอดูดาวมีข้อดี
สองประการที่สำคัญสำหรับการศึกษาดวงอาทิตย์ ประการแรก วงโคจรดังกล่าวอยู่สูงเหนือพื้นโลกมากพอที่ดาวเคราะห์จะบังดวงอาทิตย์มากสุดเพียงวันละหนึ่งชั่วโมงเท่านั้น และหลังจากนั้นเพียงสองช่วงสองสัปดาห์ในแต่ละปีในเดือนกันยายนและมีนาคม ประการที่สอง หมายความว่ายานอวกาศ
อยู่เหนือละติจูดเดียวกันเสมอ ดังนั้นจึงสามารถถ่ายทอดข้อมูลและรับคำสั่งได้อย่างต่อเนื่องจากสถานีภาคพื้นดินแห่งเดียวใกล้กับ ในนิวเม็กซิโกการติดต่ออย่างต่อเนื่องกับสถานีภาคพื้นดินมีความสำคัญสำหรับ SDO เนื่องจากข้อมูลจำนวนมากที่สร้างขึ้น มีกล้อง CCD ทั้งหมดหกตัวบน SDO
สองตัว
และสี่ตัวใน AIA และเกือบทุกวินาทีจะต้องอ่านภาพขนาด 4096 × 4096 พิกเซล (16 ล้านพิกเซล) จากหนึ่งในนั้นและส่งกลับมายังโลก พิกเซลจริงมีขนาดใหญ่ตามมาตรฐาน ของกล้องเชิงพาณิชย์ (13 × 13 µm) เนื่องจากจำนวนโฟตอนที่สามารถตรวจจับได้ในระดับการรับแสงเดียว
ที่มีขนาดพิกเซล CCDs บน AIA จึงมีช่วงไดนามิกที่กว้างตั้งแต่ 1 ถึง 10,000 (กล้องได้รับการออกแบบและผลิตโดยนักวิทยาศาสตร์และวิศวกรที่ใกล้ ในขณะที่เครื่องตรวจจับ CCD แบบพิเศษผลิตโดย e2v ในสหราชอาณาจักรเช่นกัน) สิ่งนี้ยอดเยี่ยมสำหรับการครอบคลุมช่วงความเข้มแสงที่หลากหลาย
ในเปลวสุริยะ แต่ก็หมายความว่าแต่ละภาพมีข้อมูลหนึ่งในสี่ของเทราบิต จำนวนข้อมูลทั้งหมดที่ส่งจาก AIA และ HMI ไปยังสถานีภาคพื้นดินในนิวเม็กซิโกคือประมาณ 1.8 เทราไบต์ต่อวัน หรือ 67 เมกะบิตต่อวินาที เพื่อให้ได้แนวคิดเกี่ยวกับขนาดของข้อมูลที่เกี่ยวข้อง ให้พิจารณาว่าภาพแต่ละภาพ
จะใส่แผ่น DVD ได้ 6.25 แผ่น ดังนั้นจึงต้องใช้แผ่น DVD ประมาณ 540,000 แผ่นในการเก็บภาพทั้งหมดที่ได้รับในหนึ่งวัน อัตราข้อมูลที่สูงนี้มีผลกระทบอย่างมากต่อการออกแบบศูนย์ปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ร่วมสำหรับ HMI และ AIA (EVE ซึ่งมีอัตราข้อมูลที่น้อยกว่ามาก มีศูนย์ข้อมูลของตัวเอง)
ระบบกระจายข้อมูล และระบบที่เหลือ ของชุมชนวิทยาศาสตร์ใช้ในการเข้าถึงข้อมูล คุณลักษณะสุดท้ายนี้มีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากหากคุณถามนักวิทยาศาสตร์ว่าต้องการดูข้อมูลใด คำตอบแรกมักจะเป็น “ทั้งหมด” น่าเสียดายที่ความจริงอันน่าสยดสยองก็คือเมื่อภาพไม่มีการบีบอัดแล้ว เพียงอย่างเดียว
จะสร้างข้อมูลประมาณ 3.5 เทราไบต์ต่อวัน ซึ่งเทียบเท่ากับการดาวน์โหลดไฟล์ MP3 คุณภาพเสียงสูงประมาณ 700,000 ไฟล์ เพื่อทำให้ชีวิตของนักวิทยาศาสตร์ด้านพลังงานแสงอาทิตย์ง่ายขึ้น จึงได้มีการพัฒนาโปรแกรมอรรถประโยชน์จำนวนหนึ่งที่ช่วยให้พวกเขาสามารถขุดที่เก็บถาวร
