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Specchi Fusi
I ricercatori canadesi hanno sviluppato uno specchio liquido che potrebbe funzionare in un futuro telescopio situato sulla luna, consentendo ai ricercatori di scrutare le origini dell'universo con straordinaria chiarezza. I telescopi che si basano su specchi liquidi possono essere centinaia di volte più potenti di quelli con specchi in vetro, allo stesso costo, e dovrebbero essere più facili da assemblare nello spazio.
Specchio fuso: Uno specchio liquido come questa pozza di sale rivestita d'argento da due pollici potrebbe consentire un potente telescopio basato sulla luna.
Un telescopio a specchio liquido potrebbe rivelare oggetti molto più deboli di quanto non possa fare il telescopio Hubble, afferma Ermanno F. Borra , professore di fisica all'Université Laval, in Quebec, che sta guidando lo sviluppo del nuovo specchio. La potenza di un telescopio è proporzionale alla superficie del suo specchio. Il telescopio James Webb, che dovrebbe essere lanciato nel 2013 ed è molto più potente dell'Hubble, ha un diametro di circa sei metri. (Vedi Specchio gigante per un nuovo telescopio spaziale.) Un telescopio lunare a specchio liquido potrebbe essere grande da 20 a 100 metri, dice Borra.
Lo specchio liquido, finanziato dalla NASA, è costituito da un pool di un liquido ionico rivestito da una pellicola di argento. Tali liquidi ionici sono sali contenenti carbonio che congelano solo a temperature molto basse e hanno una viscosità molto elevata. Il sale utilizzato nello specchio Laval è liquido fino a -150 ºC e non evapora al di sotto della temperatura ambiente, anche nel vuoto, il che suggerisce che potrebbe resistere al duro ambiente della luna.
Ci sono due limiti alle osservazioni dei cosmologi dell'universo primordiale: gli oggetti che vuoi osservare sono incredibilmente distanti e incredibilmente deboli, dice Borra. I telescopi in orbita come l'Hubble, le cui viste non sono ostruite dall'atmosfera terrestre, sono di dimensioni e potenza limitate; i telescopi sulla Terra possono essere più grandi e più potenti ma producono immagini più sfocate a causa dell'atmosfera. Gli specchi liquidi non potrebbero andare in orbita, ma potrebbero operare sulla luna, che non ha atmosfera.
I grandi e potenti telescopi a specchio liquido dovrebbero essere meno complicati da portare nello spazio rispetto ai loro omologhi in vetro. Per mettere uno specchio di vetro in un razzo, devi spezzarlo in segmenti e poi rimontarli, dice Borra. Puoi portare uno specchio liquido in una brocca. Ma nessuno sviluppato finora è stato degno di spazio. L'Università della Columbia Britannica Grande telescopio Zenith utilizza uno specchio liquido fatto di mercurio per osservare l'universo primordiale. Il mercurio si solidifica a -40 ºC, molto più caldo della temperatura sulla luna.
Borra cercò un liquido migliore per realizzare gli specchi dei telescopi e scoprì che i liquidi ionici sembravano promettenti. A differenza del mercurio, tuttavia, questi sali fusi non sono riflettenti e richiedono un rivestimento metallico per funzionare come uno specchio. Deporre uno strato d'argento su un liquido è come dipingere sull'aria, dice Borra. Lo studente laureato di Laval Omar Seddiki ha adattato la tecnica utilizzata per rivestire gli specchi di vetro: in una camera a vuoto, Borra e Seddiki fanno passare una corrente elettrica tra pezzi d'argento, che vaporizzano e formano un sottile rivestimento sul sale liquido. I ricercatori di Laval hanno finora realizzato un piccolo specchio, di circa due pollici di diametro, per dimostrare la tecnologia.
Realizzare una superficie ottica ampia, perfettamente liscia e concava in vetro è un processo complicato e costoso. Piccolissimi difetti nel vetro possono rendere inutilizzabile uno specchio. I contenitori che contengono specchi liquidi, afferma Borra, non necessitano di superfici precisamente lisce e sarebbero molto più economici da produrre. I telescopi che si basano su specchi liquidi costerebbero circa 100 volte meno dei telescopi con specchi di vetro di dimensioni comparabili, afferma Borra.
Le forze della natura cospirano per dare la giusta forma, dice Borra degli specchi liquidi, che devono solo essere ruotati per formare una superficie riflettente impeccabile. Mentre lo specchio gira, la forza centrifuga e la gravità tirano il liquido in una parabola liscia. A differenza di uno specchio di vetro, se il liquido viene perturbato, può tornare subito in forma.
Borra si aspetta che un telescopio a specchio liquido venga assemblato sulla luna dalla robotica. Un contenitore contenente il liquido verrà inviato sulla luna e aperto come un ombrello, dice di un sistema futuro immaginato. Un telescopio a specchio liquido non potrebbe essere messo in orbita perché la gravità è necessaria per formare la superficie ottica e perché si riverserebbe.
C'è un'enorme quantità di ricerche da fare per mettere a punto lo specchio, avvertenze Robin D. Rogers , professore di chimica all'Università dell'Alabama. Sottolinea che ci sono centinaia di altri liquidi ionici che potrebbero avere un insieme di proprietà migliore di quelli usati nello specchio di Laval.
Potrebbero volerci 20 anni prima che sia costruito, dice Borra del suo telescopio. Se si verificasse, tuttavia, un tale sistema potrebbe aiutare i cosmologi a osservare deboli segnali da quando l'universo aveva solo un miliardo di anni, a quel tempo in cui la materia si assemblava per la prima volta in stelle, le stelle in galassie, dice Borra.