Toppe og dale

De lysbølger fra en meget fjern kilde, som ankommer til to nabospejle, har ikke rejst fuldstændig den samme strækning – ganske enkelt fordi der er lidt forskel i de to spejles placering på Jorden. Og netop denne forskel i strækning betyder, at de to lysbølger almindeligvis ikke ankommer i fase. Det gør de kun, hvis deres rejseforskel udgør lige præcis et helt antal bølgelængder. Så ankommer toppene fra de to bølger samtidig, og de forstærker derfor hinanden – i det, der kaldes konstruktiv interferens. Hvis bølgerne derimod ankommer i modfase, med bølgetop fra den ene samtidig med en bølgedal fra den anden, så udslukker de to bølger i stedet hinanden helt – i det, der kaldes destruktiv interferens.

I almindelighed forekommer mange muligheder mellem disse to ekstremer – afhængig af den nøjagtige position af spejlene. For en computer, der sammenligner bølgerne fra de to spejle, er det i dag en smal sag at omsætte graden af interferens mellem de to bølger til en forskel i strækning, der går helt ned til brøkdele af bølgelængden. I praksis betyder det, at når interferometer-metoden kommer til at fungere, så kan man bestemme forskellen i afstanden fra kilden til hver af de to spejle med en præcision svarende til at kunne skelne forskelle på ca. 1 meter på Månen!

Udfordringen består i at justere lysvejene fra de fire forskellige teleskoper ultrapræcist (med en nøjagtighed på mindre end en lysbølgelængde, dvs. mindre end en tusindedel millimeter) og derpå forene lyset i et fælles instrument. Her skabes så et interferensmønster (af såkaldte interferens-striber). Derved bliver det muligt at konstruere et billede med samme detaljegrad, som den man kan få med et teleskop, der er lige så stort som afstanden mellem de yderste af teleskoperne. For VLT svarer det til næsten 200 meter.

Simulerede optagelser af en fjern galakse med et 3,6 meter teleskop (1.billede, seeing på 0,4 buesekunder.), med korrektion for atmosfærens turbulens (2.billede, 0,06 buesekekunder.) og med VLT som interferometer (3.billede, 0,0005 buesekunder.