Bagaimana Penemuan Radar Martin Ryle Mengungkap Alam Semesta yang Dalam

0
9

Sir Martin Ryle tidak hanya melihat ke langit. Dia memetakannya dengan presisi yang belum pernah ada sebelum tangannya menyentuh peralatan itu. Lahir di Brighton pada tahun 1918, ia meninggal di Cambridge pada tahun 1984. Namun di antara tanggal-tanggal tersebut, ia mengubah astronomi selamanya.

Dia adalah astronom radio pertama dan terutama. Dunia terbiasa mencari cahaya. Ryle mencari sinyal. Gelombang yang tak terlihat. Statis dari kosmos. Dia membangun sistem untuk menangkap mereka. Kemudian dia menggunakan sistem tersebut untuk menentukan sumber radio yang lemah dengan akurasi yang mencengangkan.

Sebelum Ryle, astronomi radio adalah ilmu yang kabur. Dia membuatnya tajam. Dia mengamati galaksi terjauh yang diketahui pada saat itu. Ini bukan sekedar titik. Mereka dikonfirmasi, ditemukan, dan dipelajari. Karyanya menunjukkan bahwa alam semesta jauh lebih besar dan lebih aktif daripada yang dibayangkan siapa pun.

Koneksi Radar

Inilah hal yang sering dilewatkan orang. Terobosan Ryle tidak datang dari teleskop dalam pengertian tradisional. Mereka berasal dari Perang Dunia II.

Pada tahun 1939, ia lulus dari Oxford dengan gelar fisika. Kemudian perang dimulai. Ia bergabung dengan Badan Penelitian Telekomunikasi. Di sana, ia merancang peralatan radar. Bukan untuk mendeteksi pembom, tapi untuk memahami bagaimana gelombang radar berperilaku.

Setelah perang, ia mengambil beasiswa di Laboratorium Cavendish Cambridge. Dia punya pekerjaan baru: menyelidiki sumber radio luar bumi. Dia tidak memulai dari awal. Dia menggunakan pengetahuan radarnya. Dia menerapkan prinsip sintesis radar pada astronomi.

Hasilnya adalah teleskop sintesis. Itu bukanlah hidangan raksasa. Itu adalah sebuah susunan. Beberapa antena kecil bekerja bersama. Hal ini memungkinkan dia untuk mensimulasikan teleskop seukuran garis dasar antara antena terjauh. Resolusinya meningkat secara dramatis. Sinyal lemah menjadi terlihat. Galaksi-galaksi jauh menjadi fokus.

Nobel untuk Yang Tak Terlihat

Pengakuan itu datangnya terlambat namun berat. Pada tahun 1974, Ryle dan Antony Hewish berbagi Hadiah Nobel Fisika. Ini adalah Nobel pertama yang diberikan khusus untuk penelitian astronomi. Panitia tidak hanya menghormati suatu penemuan. Mereka menghormati suatu metode. Cara pandang yang tidak bergantung pada lensa kaca atau cermin sederhana.

Ryle tidak hanya mengamati alam semesta. Dia mengajarkannya bagaimana agar didengar dengan jelas.

Kariernya melesat dengan cepat. Ia menjabat sebagai dosen universitas di bidang fisika dari tahun 1948 hingga 1959. Pada tahun 1957, ia menjadi direktur Observatorium Astronomi Radio Mullard. Pada tahun 1959, dia menjadi profesor astronomi radio. Ladang itu miliknya.

Dia terpilih sebagai anggota Royal Society pada tahun 1952. Mendapatkan gelar kebangsawanan pada tahun 1966. Ini bukan sekadar penghargaan. Mereka merupakan pengakuan atas pergeseran paradigma ilmiah. Dia membuktikan bahwa gelombang radio sama berharganya dengan cahaya tampak untuk memahami struktur kosmik.

Astronom Kerajaan

Pada tahun 1972, ia menggantikan Sir Richard Woolley sebagai Astronom Kerajaan. Dia memegang posisi tersebut hingga tahun 1982. Peran ini sebagian besar bersifat seremonial di zaman modern, tetapi di zaman Ryle, peran ini mempunyai pengaruh yang besar. Itu berarti dia adalah wajah publik astronomi Inggris. Dia menganjurkan pendanaan sains. Dia mendorong alat yang lebih baik.

Dia adalah keponakan Gilbert Ryle

Ryle tidak memulai dengan mengejar objek terbesar di alam semesta. Karya awalnya didasarkan pada lingkungan setempat. Ia mempelajari gelombang radio dari Matahari. Dia melacak bintik matahari. Dia mengarahkan instrumennya ke beberapa bintang di dekatnya. Ini bukanlah hal yang mencolok. Itu adalah hal yang mendasar.

Dia memimpin kelompok astronomi radio Cambridge melalui proses yang melelahkan dalam memetakan sinyal-sinyal ini. Hasilnya adalah Katalog Cambridge Ketiga pada tahun 1959. Daftar sumber radio tersebut tidak hanya berfungsi mengatur data. Ini memberikan petunjuk yang mengarah langsung pada penemuan objek kuasi-bintang pertama, atau quasar.

Terobosan Sintesis Apertur

Memetakan sumber radio yang jauh seperti quasar memerlukan cara pandang baru. Teleskop tradisional tidak dapat mengungkap detailnya. Ryle memecahkan masalah ini dengan teknik yang sekarang dikenal sebagai sintesis aperture.

Konsepnya elegan dalam kesederhanaannya. Alih-alih membuat satu piringan besar, dia menggunakan dua teleskop radio. Dengan memindahkannya di sepanjang rel dan mengubah jarak di antara keduanya, dia mengumpulkan data dari berbagai perspektif. Ketika data tersebut masuk ke komputer, perhitunganlah yang melakukan pekerjaan berat. Kekuatan penyelesaiannya meroket.

Pada pertengahan tahun 1960an, ia mempraktikkan teori ini. Penyiapannya melibatkan dua teleskop di rel. Pada jarak maksimumnya 1,6 kilometer (sekitar satu mil), sistem ini bekerja seolah-olah itu adalah teleskop tunggal dengan diameter 1,6 kilometer. Ini adalah peningkatan kejelasan yang sangat besar pada masanya.

Menemukan Pulsar

Alat beresolusi tinggi ini tidak hanya untuk membuat katalog quasar jauh. Itu memiliki aplikasi lokal langsung. Sistem ini digunakan untuk menemukan pulsar pertama.

Pulsar sendiri ditemukan pada tahun 1967 oleh Jocelyn Bell dan penasihatnya Antony Hewish dari kelompok Cambridge. Mereka mendeteksi sinyal ritmis. Namun untuk memahami dari mana tepatnya sinyal-sinyal ini berasal, mereka memerlukan pemetaan resolusi tinggi. Interferometer Ryle memberikan ketepatan itu. Ini menunjukkan lokasinya, membenarkan sifat dari jam kosmik yang aneh dan terus berdetak ini.

Peralihan dari katalog statis ke pencitraan sintesis yang dinamis mengubah segalanya. Hal ini memungkinkan para astronom untuk melihat alam semesta dengan ketajaman yang sebelumnya tidak mungkin dilakukan. Metode Ryle tidak hanya memperbaiki gambarnya. Ini menciptakan bahasa baru untuk mengamati langit.