Pojďme si promluvit o SPHEREx: Mise najít původ vesmíru

Pokud jde o příběhy o původu, náš vesmír má dobrý. Široce přijímaná teorie je to mezi 12 a 14 miliardami roků dříve, viditelný vesmír byl velikost hroznu.

Pak, s třesk, potenciálně exponenciálně expandoval z horkého hustého stavu do našeho obrovského vesmíru. Zatímco myšlenka Velkého třesku byla obecně přijímána od roku 1980, stále nemáme představu o tom, jak se tato masivní inflace skutečně stala.

To je místo, kde přichází mise SPHEREx. Minulý týden NASA oznámila nový projekt, který si žádá epický titul: Spektro-fotometr pro historii vesmíru, epochu reionizace a Ices Explorer.

SPHEREx pronásledování ve výši 242 milionů dolarů, které bude zahájeno v roce 2023. Dva roky bude observatoř ve tvaru míčku zakrýt Zemi na oběžné dráze dvakrát vyšší než Mezinárodní kosmická stanice. Je to mise určená k řešení tří důležitých otázek, včetně: Jaký je původ vesmíru?

„SPHEREx bude zkoumat inflaci, rychlé rozšiřování prostoru, o kterém se předpokládá, že nastal okamžik po velkém třesku,“ říká hlavní vyšetřovatel James Bock z Caltech. Inverzní. Bock vysvětluje, že kromě rychlého rozšiřování vesmíru inflace produkuje „variace v hustotě, které nakonec jdou do semen míst, kde se tvoří galaxie“.

Rozložení galaxií dnes je citlivé na vlastnosti inflace. Aby bylo možné určit povahu těchto variant, Bock a tým učiní to, co ostatní průzkumníci udělali před nimi - vytvořte si mapu.

SPHEREx je určen k průzkumu celého nebe čtyřikrát, v procesu shromažďování dat o 300 milionech galaxií a více než 100 milionů hvězd v 96 spektrálních barvách. Hvězdárna je také fotografování v infračerveném - elektromagnetickém záření, které je lidskému oku neviditelné. Infračervené světlo lze měřit jako teplo, které se odráží od objektu. Tento projekt se zase dívá na teplo vesmíru.

Allen Farrington, projektový manažer SPHEREx, vysvětluje Inverzní že mapa bude zahrnovat všechny příchozí světla ve vesmíru až před 10 miliardami let. Cílem je prozkoumat struktury, které tato mapa světla odhalí, myšlenka je, že můžeme říci něco o tom, jak byl vesmír vytvořen tvary, které se objevují.

„V tomto typu mapy se nemusíme nutně dívat na jednotlivé galaxie, ale na vlákna, která jsou všude,“ říká Farrington. „Můžete přemýšlet o obrázcích Země z vesmíru v noci, kde můžete vidět obrysy dálnic.“

Vědci budou tyto mapy používat pro cílené vyšetřování: zkoumání historie tvorby galaxií v kosmickém čase, role mezihvězdných ledů v tvorbě hvězd a planet, a zkoumání procesu inflace během narození vesmíru.

Protože SPHEREx je mapování v infračerveném spektru, měří distribuci galaxií tím, že zaznamenává jejich polohy a červené posuny. Farrington vysvětluje, že když vezmeme v úvahu, že vesmír se rozšiřuje, měli bychom na to myslet méně, jako věci, které se od sebe odtrhávají, a více, protože prostor se zvětšuje a zvětšuje.

„Když se to stane, když se světlo vyzařuje z jiné galaxie, záleží na tom, jak daleko je to, jeho světlo se změní na červené,“ říká Farrington. Jinými slovy, světlo vyšlo z hvězdy na určité frekvenci. Čím je to dál, tím je červenější. “

Naděje je, že proměnné hodnoty červeného posunu odhalí ten dlouho požadovaný vzor vesmíru. Některé teorie říkají, že když vesmír vstoupil do bytí, mechanismy, které řídily pak zanechaly vzor otisku, který by mohl vypadat jako houba nebo strnulost cukrové vaty.

"Pokud je to jako koule z cukrové vaty, pak je tu spousta malých nití a strun," říká Farrington. „Nyní můžeme z průzkumů zjistit, že struktura vesmíru vypadá náhodně. Ale matematicky, my prostě nevíme, jak je to náhodné. Tato matematická náhodnost je to, co nám může říct, zda se vesmír rozšířil kvůli jednomu mechanismu, nebo jinému.

Je to mise určená k rychlému a ve světě vesmírných věd levně vysvětlit první momenty dějin vesmírů - a elegantní průzkum minulosti, který by doplňoval budoucí mise, jako je cesta na Mars.

Linda Sparkeová, vědkyně programu Astrophysics Explorers, říká na NASA Inverzní že mise je správná pro program Explorer, protože to může být relativně rychle, ale „dodává obrovské množství vědy“, což nakonec pomůže odhalit, jak galaxie, hvězdy a planety přišly tak, jak jsou.

„Podíváme se na začátky, abychom zjistili, proč jsou věci nyní, když je vidíme,“ vysvětluje Sparke. „Podíváme-li se na rané dějiny vesmíru, je to způsob, jak otestovat naše představy o tom, jak vznikají galaxie, proč je temná energie tlačí od sebe navzájem a další věci, kterým ještě nerozumíme. NASA je o průzkumu a není zde žádný větší průzkum než celý vesmír! “

Pro Farringtona je to také příležitost pracovat s neuvěřitelným týmem a ovlivňovat historii vesmírné vědy.

„V posledních 20 letech jsem pracoval na různých misích v laboratoři Jet Propulsion Laboratory, v těch letech jsem viděl, jak moje děti přinášejí knihy o vědě ze školy obsahující informace o misích, na kterých jsem pracoval,“ říká Farrington. „Není nic chladnějšího, než si myslíte, Wow, dělám něco pro rozvoj znalostí.

Pro příští čtyři roky, tým bude stavět a testovat SPHEREx. V roce 2025 proběhnou poslední data a budou zpřístupněna všem vědcům, kteří chtějí prozkoumat masivní datový tok. Odtud najdeme odpovědi na tajemství vesmíru - stejně jako nové otázky, které posunou hranice toho, co pro nás všechny znamená existovat.