Hovorme o SPHEREx: Misia nájsť pôvod vesmíru

Keď príde na príbehy o pôvode, náš vesmír má dobrý. Všeobecne prijatá teória je, že medzi 12 a 14 miliardami rokov, viditeľný vesmír bol veľkosť hrozna.

Potom, s tresk, potenciálne exponenciálne expandoval z horúceho hustého stavu do nášho obrovského vesmíru. Hoci myšlienka veľkého tresku bola všeobecne prijatá od roku 1980, stále nemáme predstavu o tom, ako sa táto masívna inflácia skutočne stala.

To je miesto, kde prichádza misia SPHEREx. Minulý týždeň NASA oznámila nový projekt, ktorý si nárokuje epický titul: Spektro-fotometer pre históriu vesmíru, epochu reionizácie a Ices Explorer.

SPHEREx za 242 miliónov dolárov, ktoré sa začnú v roku 2023. Po dva roky, observatórium v ​​tvare raketoplánu zakrýva Zem na obežnej dráhe dvakrát vyššej ako Medzinárodná vesmírna stanica. Je to misia určená na riešenie troch dôležitých otázok, vrátane: Aký je pôvod vesmíru?

„SPHEREx bude skúmať infláciu, rýchle rozširovanie priestoru, o ktorom sa predpokladá, že nastala chvíľa po veľkom tresku,“ hovorí hlavný výskumník James Bock z Caltech. obrátený, Bock vysvetľuje, že okrem rýchleho rozširovania vesmíru, inflácia produkuje „variácie v hustote, ktoré nakoniec idú na semená miesta, kde sa tvoria galaxie“.

Rozloženie galaxií je dnes citlivé na vlastnosti inflácie. S cieľom určiť charakter týchto variácií, Bock a tím urobia to, čo urobili iní prieskumníci pred nimi - vytvorte si mapu.

SPHEREx je určený na prieskum celého neba štyrikrát, v procese zhromažďovania údajov o 300 miliónoch galaxií, ako aj viac ako 100 miliónov hviezd v 96 spektrálnych farbách. Observatórium je tiež fotografovanie v infračervené - elektromagnetické žiarenie, ktoré je neviditeľné pre ľudské oko. Infračervené svetlo je možné merať ako teplo, ktoré prichádza z objektu. Tento projekt sa zase pozerá na teplo vesmíru.

Allen Farrington, projektový manažér spoločnosti SPHEREx, to vysvetľuje obrátený že mapa bude obsahovať všetky prichádzajúce svetlo vo vesmíre až pred 10 miliardami rokov. Cieľom je preskúmať štruktúry, ktoré táto mapa svetla odhalí, myšlienka je, že môžeme povedať niečo o tom, ako bol vesmír vytvorený tvarmi, ktoré sa objavujú.

„V tomto type mapy sa nemusíme pozerať na jednotlivé galaxie, ale na vlákna, ktoré sú všade,“ hovorí Farrington. "Môžete premýšľať o obrazoch Zeme z vesmíru v noci, kde môžete vidieť obrysy diaľnic."

Vedci budú používať tieto mapy na cielené vyšetrovanie: Skúmanie histórie tvorby galaxií v kozmickom čase, úloha medzihviezdnych ľadov v tvorbe hviezd a planét, a skúmanie procesu inflácie počas narodenia vesmíru.

Vzhľadom k tomu, SPHEREx je mapovanie v infračervenej oblasti, meria distribúciu galaxií tým, že berie na vedomie ich polohy a redshifts. Farrington vysvetľuje, že keď vezmeme do úvahy, že vesmír sa rozširuje, mali by sme na to myslieť menej ako veci, ktoré sa od seba odvíjajú, a viac ako priestor, ktorý sa zväčšuje a zväčšuje.

"Keď sa to stane, keď sa svetlo vyžaruje z inej galaxie, v závislosti od toho, ako ďaleko je to, jeho svetlo sa zmení," hovorí Farrington. Inými slovami, svetlo vyšlo z hviezdy na určitú frekvenciu. Čím ďalej je, tým červenejšie to dostane. “

Dúfame, že meniace sa hodnoty červeného posunu odhalia ten dlho požadovaný vzor vesmíru. Niektoré teórie hovoria, že keď vesmír vstúpil do bytia, mechanizmy, ktoré viedli potom zanechali odtlačok vzoru, ktorý by mohol vyzerať ako špongia, alebo strnulosť cukrovej vaty.

"Ak je to ako lopta z cukrovej vaty, potom je tu veľa malých nití a strun," hovorí Farrington. „Teraz môžeme z prieskumov povedať, že štruktúra vesmíru vyzerá náhodne. Ale matematicky, jednoducho nevieme, aká je náhoda. Táto matematická náhodnosť je to, čo nám môže povedať, či sa vesmír rozšíril kvôli jednému mechanizmu alebo inému. “

Je to misia, ktorej cieľom je rýchlo a vo svete vesmírnej vedy lacno vysvetliť prvé momenty dejín vesmíru - a elegantný prieskum minulosti, ktorý je komplimentom pre budúce misie, ako je cesta na Mars.

Linda Sparkeová, vedkyňa programu Astrophysics Explorers Program v NASA, hovorí obrátený že misia je správna pre program Prieskumníka, pretože to môže byť relatívne rýchlo, ale „prináša obrovské množstvo vedy“, čo nakoniec pomôže odhaliť, ako galaxie, hviezdy a planéty prišli tak, ako sú.

"Pozeráme sa na začiatky, aby sme zistili, prečo sú veci teraz, keď ich vidíme," vysvetľuje Sparke. „Keď sa pozrieme do ranej histórie vesmíru, je to spôsob, ako otestovať naše predstavy o tom, ako sa vytvárajú galaxie, prečo ich temná energia od seba oddeľuje a iné veci, ktorým ešte nerozumieme. NASA je o skúmaní, a nie je väčšia škála, aby preskúmala ako celý vesmír!

Pre Farrington je to tiež príležitosť pracovať s neuveriteľným tímom a ovplyvňovať históriu vesmírnej vedy.

„Posledných 20 rokov som pracoval na rôznych misiách v laboratóriu Jet Propulsion Laboratory, v tých rokoch som videl, ako moje deti prinášajú knihy o domácej vede zo školy obsahujúce informácie o misiách, na ktorých som pracoval,“ hovorí Farrington. „Nie je nič chladnejšie, ako si myslíte, Wow, robím niečo pre rozvoj vedomostí.

Počas nasledujúcich štyroch rokov bude tím stavať a testovať SPHEREx. V roku 2025 sa objavia posledné údaje a sprístupnia sa všetkým vedcom, ktorí chcú preskúmať masívny prehľad údajov. Odtiaľ nájdeme odpovede na tajomstvá vesmíru - ako aj nové otázky, ktoré posunú hranice toho, čo pre nás všetkých znamená existovať.