At sætte universet under teleskopet

Vi mennesker er nysgerrige, søgende parti, og i 2020'erne vil vi fortsætte med at observere universet omkring os, forsøger at forstå mere om fundamentale partikler, kræfter, objekter og relationer fra både jord- og rumbaserede instrumenter.

På samme tid, vores interesse og teknologiske kapacitet til at skubbe grænserne for rumudforskning i fysisk forstand gennem bemandede og ubemandede missioner begynder at boome.

Lidt paradoksalt nok, et af de mest interessante observatorier at holde øje med i løbet af 2020'erne 'ser' slet ikke på universet.

Universets udvikling

Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) er et enormt, international, multi-milliard-dollar samarbejdsindsats, der søger at detektere krusninger i rumtiden forårsaget af interaktioner mellem meget massive objekter ved at måle ændringer i afstande mindre end 1/10, 000. bredden af ​​en proton.

Efter vedvarende tavshed i det første årti af 2000'erne, LIGO opdagede sin første af flere inspirerende sorte hul-begivenheder og også en neutronstjernekollision.

Selvom disse påvisninger er et solidt nik til einsteinsk fysik, de repræsenterer også store fremskridt inden for instrumentering, modellering, ingeniørarbejde, samarbejde og vores forståelse af universets udvikling.

I de seneste tre uger, endnu en påvisning er blevet annonceret, med signaler, der synes at antyde en sammensmeltning af to uventet massive neutronstjerner - potentielt en ny klasse af neutronstjerneobjekter. Planlagte opgraderinger og udvidelser til LIGO skulle give os et spændende årti med flere opdagelser med en meget højere datakvalitet.

Forståelse af mørkt stof

I overensstemmelse med temaet 'ikke-synlig' astronomi, astronomer vil skubbe frem i 2020'erne, forsøger at løse nogle af de mest fundamentale spørgsmål om vores univers, som hidtil har unddraget sig svar.

I særdeleshed, mørkt stofs natur – menes at omfatte op til 85 procent af universets stof, alligevel undgår tilfredsstillende kategorisering (f.eks. kold, varm eller varm), på trods af at det var blevet noget vagt foreslået i slutningen af ​​1800-tallet.

Dette felt kombinerer kosmologi og partikelfysik i eksperimenter, der enten er fokuseret på direkte eller indirekte detektion.

I den seneste uge, beviser fra et nyligt projekt ved hjælp af Hubble-rumteleskopet tyder på, at mørkt stof kan dannes i meget mindre klumper end tidligere forventet, giver stærke beviser for det kolde (eller langsomt bevægende) mørkt stof-scenarie.

Tættere på hjemmet, i et samarbejdsinitiativ, som University of Melbourne er en del af, Stawell Underground Physics Laboratory (SUPL) er et planlagt en kilometer dybt laboratorium beregnet til at detektere sæsonbestemte variationer i mørkt stofs signaler.

Rumrejse

Det kommende årti vil sandsynligvis se begyndelsen på den sande kommercialisering af rumfart.

For eksempel, private virksomheder, såsom Boeing og SpaceX, har dannet partnerskaber med statslige rumbureauer og organisationer, såsom via NASAs Commercial Crew-program med det formål at udvikle sikker, pålidelige og økonomisk levedygtige muligheder for at nå et lavt kredsløb om jorden.

Dette vil gøre det muligt for NASA at stoppe sin afhængighed af de russiske Soyuz-raketter og til gengæld giver private virksomheder mulighed for at begynde at sælge sæder på deres køretøjer, såsom Boeings Starliner og SpaceX's Crew Dragon, kombineret med overnatning i ISS til privat betalende kunder.

Begge har oplevet børnesygdomme og er under forbedringer, men man kan med rimelighed forvente at se dem operationelle i løbet af de næste par år.

Selvom det er svært at få en klar idé om fremskridt, andre lande som Kina, Indien og Rusland forfølger deres egne menneskelige rumflyvningsprogrammer, mens NASA også fortsætter med at arbejde på sine egne køretøjer, der skal opsendes fra amerikansk jord, ud over partnerskaberne med private virksomheder, sigter mod at få mænd og kvinder tilbage til månen i 2024.

I begyndelsen af ​​2020'erne vil andre virksomheder som Virgin Galactic og Blue Origin effektivt antænde rumturismemarkedet ved at gøre det muligt for betalende kunder at købe ture til suborbitalt rum.

Den vellykkede flydning af Virgin Galactic på New York Stock Exchange i oktober 2019 antyder den kommercielle interesse for punkt-til-punkt-transport på Jorden via suborbitalt rum.

Livet udenfor jorden

Efterhånden som vores teknologiske muligheder øges, det samme gør vores besættelse af søgen efter liv uden for Jorden.

NASA's Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) er allerede skudt i gang i 2020 med opdagelsen af ​​sin første planet i jordstørrelse i en stjernes 'beboelige zone', som er rækkevidden af ​​afstande fra en planets værtsstjerne, hvor temperaturen potentielt tillader flydende vand at eksistere på planetens overflade.

Forskere producerer allerede forskellige 3-D atmosfæriske og klimamodeller for den pågældende planet, kendt som TOI 700 d, venter på, at nye data dukker op i løbet af det kommende årti for at hjælpe med at indsnævre vigtige modelleringsparametre.

Mindst seks missioner er allerede i gang eller planlagt at starte, mest af NASA og ESA som Cheops, James Webb-teleskopet og Ariel, hvilket vil føje til de over 4, 000 bekræftede exoplaneter og vil også give os mere nøjagtige og detaljerede oplysninger om størrelser, sammensætning og forhold af planeterne og deres værtsstjerner.

Undersøger vores solsystem

Mens vi vækker vores glubske appetit på at opdage planeter omkring stjernesystemer langt ud over vores eget via et stort antal undersøgelser og programmer, missioner, der involverer fysiske sonder for liv på andre planeter og måner i vores solsystem, er ved at blive planlagt og implementeret.

NASAs Mars 2020 Rover, som formelt vil blive navngivet af et vindende offentligt bidrag i marts i år, er indstillet til at søge efter beviser på liv på Mars med en planlagt landing i begyndelsen af ​​2021, mens separate flyby-missioner til Jupiters isdækkede måne, Europa, og Saturns atmosfærisk diset måne, Titan, skal lanceres i 2025 og 2026, henholdsvis.

Selvom det endnu ikke er godkendt inden for budgettet, der er potentiale for en lander-baseret mission til Europa, potentielt gør det muligt for forskere at teste for eksistensen af ​​en saltlage under dens frosne skorpe.

Ikke at blive overgået, ESA har også planer om at gense Mars, efter at have opsendt en orbiter i 2016, leverer ExoMars 2020, som også vil fokusere på kemisk og mineralogisk analyse af borede prøver for spor af tidligere mikrobielt liv.

Endelig, vores forsøg på både at lytte efter og nå ud til ethvert eksisterende udenjordisk liv vil fortsætte gennem 2020'erne og frem.

For eksempel, initiativer som Breakthrough Listen, et ti år, 100 USD, 000, 000-program startet i 2016, løbende undersøge universet for signaler om udenjordisk liv.

I mellemtiden Breakthrough Starshot er et proof-of-concept-projekt, der involverer at sende en flåde af små centimeter-store let-sejl-rumfartøjer til vores nærmeste nabostjernesystem, Alpha Centauri. Dette projekt kan føre til udvikling af jordbaserede styrbare lasere.

Disse fortsatte og udviklende virksomheder vil uundgåeligt levere nye teknologiske fremskridt, hvilket betyder, at 2020'erne bliver et spændende årti, Ja.