Os cientistas da Bell Labs provaram a teoria do Large Bang

“Como chegamos aqui?”

Essa pergunta existencial sobre o universo cativou a humanidade há séculos. Muitos cientistas tentaram responder, incluindo o Rev. Georges Lemaîtreum cosmologista belga e padre católico. Em 1927, ele teorizou que o universo foi criado a partir de uma única partícula que ele chamou de “átomo primário”.

Que Atom posteriormente se desintegrou em uma explosão, Lemaître figurou, criando espaço, tempo e um universo em constante expansão, de acordo com o Museu Americano de História Pure.

A idéia de Lemaître provavelmente parece acquainted, pois agora é conhecida como o Teoria do Large Bang. As evidências diretas da teoria não foram encontradas até quase quatro décadas depois, inteiramente por acidente.

Bell Labs pesquisadores Arno Penzias e Robert Woodrow Wilson estavam conduzindo Radiostonomia experimentos em 1964 usando um Antena da buzina localizado no campus da empresa em Holmdel, NJ o Antena refletor period o mais sensível do mundo na época. Foi construído para pegar sinais de rádio fracos do espaço para Projeto EchoAssim, NASAExperimental 1960 Comunicações de satélite programa. O projeto o fez com sucesso duas vezes, primeiro em 1961 através do satélite passivo de comunicação de eco e uma segunda vez em 1963 através do ativo Telstar Satélite de comunicação.

Enquanto Penzias e Wilson estavam usando a antena Holmdel para mapear sinais de rádio da Through Lácteaele pegou um barulho misterioso que não desapareceu, apesar de suas tentativas de eliminá -lo.

Os sinais, que persistiram dia e noite, acabaram sendo fundo cósmico de microondas radiação Isso permeia o universo – um remanescente da criação do cosmos – que ajudou a confirmar o Large Bang teoria. O avanço acidental ganhou Penzias e Wilson no 1978 Prêmio Nobel em Física.

Projeto Echo, Telstare a descoberta do fundo cósmico de microondas A radiação foi reconhecida como um IEEE Milestone Em uma cerimônia realizada em 25 de maio em Holmdel em Wilson Park, onde está localizada a antena do chifre.

As evidências de Penzias e Wilson para a teoria do Large Bang moldaram “nossa compreensão deste universo e nosso lugar nele”. Thomas Coughlin2024 IEEE Presidentedisse em um comunicado de imprensa sobre a dedicação.

“A radiação cósmica de fundo, uma das descobertas mais transformadoras na segunda metade do século XX, também levou a inovações de comunicação não restriais que atendem a algumas das maiores necessidades do mundo, incluindo alívio de desastres ajuda ”, disse Coughlin.

Construindo a antena mais sensível do mundo

Depois do União Soviética Em 1957, foi lançado Sputniko primeiro satélite synthetic do mundo colocado em órbita baixa da terraAssim, O governo dos EUA aumentou seus esforços para financiar o desenvolvimento de inovações de comunicação não terrstre, conforme detalhado em um Entrada do wiki de história de engenharia e tecnologia.

Governo e indústria trabalharam juntos em iniciativas em laboratórios em todo o país. Um dos primeiros programas foi o Undertaking Echo, que teve como objetivo alcançar a comunicação de voz bidirecional entre a NASA’s Laboratório de propulsão a jato em Goldstone, Califórnia, e Crawford Hill em Holmdel, a 5 quilômetros do Bell Labs complexo.

Langley Engineers (da direita): Norman Crabill, Edwin Kilgore e um homem não identificado dão uma espiada no vasto balão durante os testes de inflação do eco 1 satélite em Weeksville, NCNASA

Para possibilitar a comunicação, os líderes do projeto desenvolveram e construíram a antena do chifre no native do Bell Labs. A antena tinha 15,24 metros de comprimento por 6,1 metros de largura, pesando 16.329 kg. Ele canalizou ondas de rádio em forma ou fora da forma, e o refletor saltou as ondas em um único feixe focado – semelhante a um enorme megafone de steel apontando para um espelho curvo. Apesar de seu tamanho grande, a máquina poderia ser direcionada com precisão.

Ao contrário de outros antenas Ajustados em apenas uma frequência, a antena Holmdel trabalhou em uma ampla faixa de frequências, para que pudesse captar vários tipos de sinais de rádio. Também poderia lidar com ondas de rádio em movimento em caminhos lineares ou circulares.

O design foi responsável pela necessidade potencial de eliminar o ruído indesejado do meio ambiente.

O receptor foi colocado no ápice da buzina, eliminando a necessidade de uma linha de conexão, o que pode resultar em ruído externo e perda de sinal.

A antena permitiu que o Undertaking Echo concluísse o primeiro circuito de voz de longa distância de alta qualidade em 1961 através do satélite de comunicação passiva de seu homônimo, Echo. Um experimento semelhante foi concluído com sucesso dois anos depois, através do Satélite da Telstarde acordo com a proposta para o marco do IEEE.

Em 1964, Penzias e Wilson começaram a usar a antena Holmdel para Understand seus próprios experimentos de rádio astronomia.

O que é esse som zumbido?

A dupla estava tentando mapear fraca sinais de rádio da Through Láctea. Eles se esforçaram para eliminar o ruído externo do solo, do meio ambiente e da própria antena, para que suas leituras não fossem afetadas. Eles até suprimiram a interferência do receptor na antena, resfriando -a com hélio líquido a -269 ° C -apenas 4 graus acima de zero absoluto, a temperatura teórica na qual todo o movimento para.

No entanto, eles continuaram ouvindo um Buzz persistente. Period baixo, constante e 100 vezes mais intenso do que os pesquisadores esperariam por ruído de interferência – e vinha de todas as direções no espaço.

Penzias e Wilson redobraram seus esforços para eliminar a interferência, testando meticulosamente novamente seus equipamentos.

As evidências de Penzias e Wilson para a teoria do Large Bang moldaram “nossa compreensão deste universo e nosso lugar nele”. —Thomas Coughlin, 2024 IEEE Presidente

“Eles chegaram ao ponto de levar trapos e detergentes para lavar cuidadosamente a antena dos excrementos de um par de pombos que haviam aninhado lá”. Leonardo Colletti contado Espectro IEEE Em um artigo de 2023 sobre a descoberta. Colletti é um professor de física no Universidade Livre de Bozen-Bolzanoem Itália.

Mas mesmo depois de todo o trabalho da dupla, o zumbido misterioso continuou.

Depois que Penzias e Wilson explicaram tudo, incluindo o cocô do pombo, eles concluíram que a radiação que detectaram não poderia ter vindo da terra, do sol ou de qualquer outra coisa na galáxia.

Mais tarde descobriram que pesquisadores e astrofísicos Robert H. DickeAssim, P. James Peeblese David Todd Wilkinson no Universidade de Princeton previu a existência de ruído cósmico de fundo de microondas, que “eles acreditavam que teriam resultado do Large Bang”, de acordo com uma entrada no Nokia Bell Labs website.

“Como se viu”, diz o artigo, “a radiação detectada por Penzias e Wilson foi uma combinação perfeita para o que o Princeton Os pesquisadores haviam previsto. ”

Salvando a antena da buzina

Em 1989, a antena Holmdel foi nomeada Marco histórico nacional. Mas em 2021 Nokiaque adquiriu a Bell Labs, vendeu a área de 43 acres para o empreendedor de tecnologia Rakesh Antala.

No ano seguinte, o Conselho de Planejamento de Holmdel votou para realizar um estudo para considerar a reclassificação do native como uma área que precisa de reconstrução.

(Da esquerda) O vice -prefeito de Holmdel, Kim Lamountain, o ex -pesquisador de Bell Labs Giovanni Vannucci e o presidente do IEEE 2024, Tom Coughlin, comemorando a dedicação do marco em frente à antena do chifre em Holmdel, NJBala Prasanna

Que colocou o marco em risco de ser demolido, Espectro IEEE relatado.

A comunidade native se uniu, lançando uma campanha publicitária e um petição on-line para salvar a antena. O município finalmente garantiu a propriedade do native da antena do chifre após um extenso processo authorized. No ano passado, dedicou o Website como Dr. Robert Wilson Parkhonrando -o como o lugar onde “adquirimos um entendimento crítico do nascimento de nosso universo”.

Uma placa reconhecendo o IEEE Milestone A designação é exibida no foyer do AT&T Labs Science and Expertise Middle em Middletown, NJ, que fica a cerca de 7 quilômetros de Crawford Hill. A placa diz:

Em 1959-1960, a NASA e a AT&T desenvolveram uma estação de terra por satélite em Holmdel, NJ, incluindo uma nova antena de rastreamento de chifre-refletor, Maser pré -amplificador e desmodulador FM. A estação terrestre demonstrou o primeiro circuito de voz de longa distância de alta qualidade através do satélite de comunicação passiva do eco em 1960-1961, e através do satélite ativo de comunicações da Telstar em 1962-1963. As experiências realizadas em 1964-1965 forneceram a primeira indicação da radiação cósmica de fundo associada ao Large Bang.

O Seção da costa de Nova Jersey IEEE e o IEEE Sociedade de Photonics patrocinou a indicação.

Administrado pelo IEEE Historical past Middle e apoiado por doadores, o programa Milestone reconhece desenvolvimentos técnicos de destaque em todo o mundo.