Presto avremo una mappa 3D dell'Universo costruita dal lavoro congiunto di 5.000 robot. Il progetto Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) ha infatti ricevuto il pollice in su da parte del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) per passare dalla fase di progettazione a quella di costruzione, che inizierà nel 2018.
Parliamo di 5000 robot cilindrici lunghi circa 25 cm che avranno il difficile compito di puntare con la massima precisione cavi in fibra ottica verso milioni di galassie, stelle e quasar per farci scoprire come l'energia oscura influenza lo Spazio. Proprio i robot cilindrici sono i principali componenti del progetto, in quanto saranno loro a "indirizzare con precisione i cavi in ”‹”‹fibra ottica in modo che possano raccogliere la luce dagli obiettivi prescelti. A questo proposito, ciascun robot avrà in dotazione due piccoli motori che attiveranno altrettanti meccanismi di rotazione indipendenti in modo da posizionare ciascuna fibra in qualsiasi punto all'interno di una piccola area circolare.
Il progetto comporterà la collaborazione di circa 300 scienziati e ingegneri provenienti da 45 istituzioni in tutto il mondo.
Il Lawrence Berkeley National Laboratory - che ha annunciato il programma - spiega che ciascun robot punterà un cavo in fibra ottica verso gli obiettivi e la luce così raccolta sarà analizzata tramite dieci spettrografi progettati ad hoc, ovviamente collegati in fibra ottica, indispensabili per misurare diverse lunghezze d'onda della luce in entrata.
"Questa luce ci svelerà le proprietà delle galassie, delle stelle, e delle quasar, e soprattutto in quanto tempo si stanno allontanando da noi. Come noto la luce proveniente dagli oggetti che si muovono allontanandosi da noi è spostata sulle lunghezze d'onda più rosse (il cosiddetto "redshift"), ecco perché "DESI sarà in grado di tracciare una mappa 3D dell'Universo utilizzando uno spostamento verso il rosso di un ordine di grandezza maggiore rispetto a quello degli strumenti attualmente esistenti" ha detto Risa Wechsler dello SLAC National Accelerator Laboratory alla Stanford University. "Questo ci permetterà di imparare di più sulla natura dell'energia oscura che sta guidando l'espansione accelerata dell'Universo".
DESI fornirà "uno sguardo profondo indietro nel tempo fino a 11 miliardi di anni fa". "La mappa delle galassie a cui darà vita DESI rivelerà modelli che derivano dall'interazione di pressione e gravità nei primi 400.000 anni dopo il Big Bang" ha spiegato il co-portavoce del progetto DESI Daniel Eisenstein della Harvard University. "Useremo queste impronte digitali per studiare la storia dell'espansione dell'Universo."
Con l'approvazione del DOE "DESI è più vicino alla sua missione quinquennale per arrivare dove nessuno è mai giunto prima nella mappatura dell'Universo", ha aggiunto David Schlegel del Berkeley Lab. Nel corso del progetto quinquennale i robot di DESI studieranno gruppi separati di oggetti più volte ogni ora.
Un prototipo soprannominato ProtoDESI è già stato installato sul telescopio Mayall presso il Kitt Peak National Observatory per un test di due mesi. Sullo stesso telescopio sarà montato DESI e le osservazioni prenderanno il via a gennaio 2019.
Il prototipo si avvarrà di quattro piccoli robot per testare le telecamere e i sistemi di posizionamento della fibra, e servirà per preparare il progetto vero e proprio di DESI. I robot di ProtoDESI sono posizionati sufficientemente distanti da non urtarsi accidentalmente durante il ciclo di prova iniziale. Una fotocamera digitale personalizzata sarà sempre puntata su una "stella guida" per aiutare il monitoraggio degli oggetti puntati con le fibre direzionate dai robot.
Al contrario dei robot di DESI, che saranno principalmente puntati sulle galassie, ProtoDESI punterà per lo più stelle familiari e molto luminose per sintonizzare il proprio sistema e assicurarsi che avvenga un accurato monitoraggio del movimento degli oggetti nel cielo.
Brenna Flaugher del Fermilab aggiunge che "questo è un grande momento in cui essere un fisico astroparticellare. Il programma di DOE per la costruzione di nuovi strumenti come DESI fornirà i dati che ci permetteranno di fare un passo avanti nella comprensione della formazione del nostro Universo".
Desi è stato progettato per analizzare un terzo del cielo e catturare 10 volte più dati rispetto a BOSS (Baryon Oscillation Spectroscopic Survey). Si tratta di uno dei numerosi progetti per strumenti di nuova generazione creati per capire meglio l'evoluzione delle galassie e la natura dell'energia oscura.
Sei grandi lenti, ciascuna del valore di 1 milione di dollari e di diametro fino a 1,1 metri, sono in attesa del trattamento con un rivestimento antiriflesso per migliorarne la trasparenza. Queste lenti saranno alloggiate in un telaio metallico in costruzione al Fermilab per comporre un correttore ottico, che sarà il primo pezzo dell'equipaggiamento che sarà installato per DESI sul telescopio Mayall nel 2018.
Gli ingegneri software stanno già lavorando al progetto utilizzando il supercomputer del Berkeley Lab National Energy Research Scientific Computing Center (NERSC) per simulare i dati raccolti da DESI.
Se vi state chiedendo perché catturare immagini 3D, la risposta l'ha data Dustin Lang dell'Università di Toronto: "la terza dimensione sarà fondamentale perché ci permetterà di calcolare come le galassie si raggruppano insieme nello Spazio nel corso dell'evoluzione della storia dell'Universo".