Pogovorimo se o SPHEREx: Misija, da bi našli izvor vesolja

Ko gre za zgodbe o izvoru, je naše vesolje dobro. Splošno sprejeta teorija je, da je bilo pred 12 in 14 milijardami let vidno vesolje velikosti grozdja.

Nato z a bang, potencialno eksponentno razširil iz vroče gosto stanje v naš širok kozmos. Medtem ko je bila zamisel o Big Bangu splošno sprejeta od leta 1980, še vedno nimamo pojma, kako se je ta ogromna inflacija dejansko zgodila.

Tukaj pride misija SPHEREx. Prejšnji teden je NASA objavila nov projekt, ki trdi, da ima epski naslov: Spektro-fotometer za zgodovino vesolja, epoha reionizacije in raziskovanje ledvic.

SPHEREx je zasledoval 242 milijonov dolarjev, ki se bo začel leta 2023. V dveh letih bo opazovalec v obliki črkovnega kolesa krožil Zemljo v orbiti dvakrat višje kot Mednarodna vesoljska postaja. To je misija, namenjena obravnavi treh pomembnih vprašanj, med drugim: Kakšen je izvor vesolja?

"SPHEREx bo raziskoval inflacijo, hitro širjenje prostora, za katerega se domneva, da se je zgodilo nekaj trenutkov po Big Bangu," pravi glavni raziskovalec James Bock iz Caltecha. Inverse. Bock pojasnjuje, da inflacija poleg hitrega širjenja vesolja povzroča tudi "spremembe gostote, ki sčasoma gredo v seme, kjer se oblikujejo galaksije."

Porazdelitev galaksij je danes občutljiva na lastnosti inflacije. Da bi ugotovili naravo teh različic, bo Bock in ekipa naredila tisto, kar so pred njimi naredili drugi raziskovalci - narediti zemljevid.

SPHEREx je zasnovan za štirikratni pregled celotnega neba, pri čemer zbira podatke o 300 milijonov galaksijah in več kot 100 milijonih zvezd v 96 spektralnih barvah. Opazovalnica prav tako fotografira v infrardečem - elektromagnetnem sevanju, ki je nevidno za človeško oko. Infrardeča svetloba se lahko izmeri kot toplota, ki prihaja iz predmeta. Ta projekt gleda na toploto vesolja.

Allen Farrington, vodja projekta SPHEREx, pojasnjuje Inverse da bo zemljevid vključil vso svetlobo, ki prihaja v vesolju, še pred 10 milijardami let. Cilj je preučiti strukture, ki jih bo ta zemljevid svetlobe razkril, ideja pa je, da lahko povemo nekaj o tem, kako je vesolje ustvarilo oblike, ki se pojavljajo.

»Pri tej vrsti zemljevida ne iščemo nujno posameznih galaksij, temveč svetlobne niti, ki so povsod,« pravi Farrington. "O slikah Zemlje iz vesolja lahko razmišljate ponoči, kjer lahko vidite obrise avtocest."

Znanstveniki bodo uporabili te zemljevide za ciljne raziskave: Preučevanje zgodovine oblikovanja galaksij v času kozmičnega časa, vloga medzvezdnih ledov pri oblikovanju zvezd in planetov, in proučevanje procesa inflacije med rojstvom vesolja.

Ker se SPHEREx preslikava v infrardečo svetlobo, meri merjenje porazdelitve galaksij, tako da opazuje njihove položaje in rdeče premike. Farrington pojasnjuje, da ko vemo, da se vesolje širi, bi morali o tem razmišljati manj kot o stvareh, ki se oddaljujejo drug od drugega, in bolj kot je prostor vse večji.

»Ko se to zgodi, ko se svetloba oddaja iz druge galaksije, odvisno od tega, kako daleč je, se svetloba spremeni v rdečo,« pravi Farrington. »Z drugimi besedami, svetloba je prišla iz zvezde na določeni frekvenci. Če je bolj oddaljena, postane bolj rdeča."

Upanje je, da bodo različne vrednosti rdečega prestavljanja razkrile tisti dolgo želeni vzorec vesolja. Nekatere teorije pravijo, da so mehanizmi, ki so potovali, potem, ko je vesolje izraslo v bitje, pustilo vzorec odtisa, ki bi lahko izgledal kot goba ali špricavost sladkarije iz bombaža.

»Če je to kot krogla sladkarije iz bombaža, potem obstaja veliko majhnih niti in nizov,« pravi Farrington. »Zdaj lahko iz raziskav ugotovimo, da je struktura vesolja nekako naključna. Toda matematično, ne vemo, kako naključno je. Ta matematična naključnost nam pove, ali se je vesolje razširilo zaradi enega ali drugega mehanizma.

To je misija, ki je zasnovana tako, da hitro in v svetu vesoljske znanosti poceni razloži prve trenutke zgodovine vesolja - in elegantno raziskovanje preteklosti, ki dopolnjuje več misij v prihodnosti, kot je potovanje na Mars.

Povedala je Linda Sparke, raziskovalka programa za raziskovalce astrofizike pri NASA Inverse da je misija pravilna za raziskovalni program, ker je lahko razmeroma hitra, vendar "prinaša ogromno znanosti," in na koncu pomaga razkriti, kako so nastale galaksije, zvezde in planeti.

»Gledamo na začetke, da bi ugotovili, zakaj so stvari zdaj takšne, kot jih vidimo,« pojasnjuje Sparke. »Pogled v zgodovino vesolja je način, da preizkusimo naše zamisli o tem, kako se oblikujejo galaksije, zakaj jih temna energija ločuje drug od drugega, in druge stvari, ki jih še ne razumemo. NASA se ukvarja z raziskovanjem in ne moremo raziskati večjih razsežnosti kot ves vesolje! «

Za Farringtona je to tudi priložnost za delo z neverjetno ekipo, medtem ko vpliva na zgodovino vesolja.

"V zadnjih letih sem delal na različnih misijah v laboratoriju Jet Propulsion Laboratory, v tistih letih, ko sem videl, da otroci iz šole prinašajo domače znanstvene knjige, ki vsebujejo informacije o misijah, na katerih sem delal," pravi Farrington. »Nič ni hladnejše od tega, ko misliš, Wow, delam nekaj za napredek znanja.

V naslednjih štirih letih bo ekipa gradila in testirala SPHEREx. Leta 2025 bodo zadnje podatke pridobili vsi znanstveniki, ki želijo preučiti množico podatkov. Od tam bomo našli odgovore za skrivnosti vesolja - kot tudi nova vprašanja, ki bodo potisnila meje tega, kaj pomeni za vse nas obstajati.