Поговоримо про СФЕРЕКС: Місія знайти походження Всесвіту

Коли мова йде про історію походження, наш Всесвіт має хороший. Загальноприйнятою теорією є те, що між 12 і 14 мільярдами років тому видимий Всесвіт був розміром з виноградом.

Потім за допомогою a bang вона потенційно експоненціально розширювалася від гарячого щільного стану до нашого величезного космосу. Хоча ідея Великого вибуху загальноприйнята з 1980 року, ми досі не маємо уявлення про те, як насправді сталася ця велика інфляція.

Ось де приходить місія SPHEREx. Минулого тижня NASA оголосила про новий проект, який претендує на епічну назву: Спектрофотометр для історії Всесвіту, епохи рейонізації та дослідника Ices.

SPHEREx - переслідування у розмірі 242 мільйони доларів, яке розпочнеться у 2023 році. Протягом двох років обсерваторія у формі волана оберне Землю на орбіті в два рази вище, ніж Міжнародна космічна станція. Це місія, спрямована на вирішення трьох важливих питань, включаючи: Яке походження Всесвіту?

"SPHEREx буде досліджувати інфляцію, швидке розширення простору, який, як вважають, відбувся через кілька днів після Великого вибуху", - розповідає головний дослідник Джеймс Бок з Caltech. Обернено. Бок пояснює, що, крім швидкого розширення Всесвіту, інфляція виробляє "варіації щільності, які в кінцевому підсумку йдуть до насіння в місцях, де формуються галактики".

Розподіл галактик сьогодні чутливий до властивостей інфляції. Для того щоб визначити характер цих варіацій, Бок і команда будуть робити те, що робили інші дослідники перед ними - створити карту.

SPHEREx призначений для обстеження всього неба чотири рази, в процесі збору даних про 300 мільйонів галактик, а також більше 100 мільйонів зірок у 96 спектральних кольорах. Обсерваторія також знімає інфрачервоне - електромагнітне випромінювання, невидиме для людського ока. Інфрачервоне світло можна виміряти як тепло, яке відходить від об'єкта. У свою чергу, цей проект дивиться на спеку всесвіту.

Аллен Фаррінгтон, менеджер проекту SPHEREx, пояснює Обернено що карта буде включати весь вхідний світ у Всесвіті до 10 мільярдів років тому. Мета полягає в тому, щоб вивчити структури, які ця карта світла розкриє, ідея полягає в тому, що ми можемо сказати щось про те, як Всесвіт був створений формами, які виникають.

"У такій карті ми не обов'язково дивимося на окремі галактики, але нитки світла, які є скрізь", говорить Фаррінгтон. "Ви можете подумати про фотографії Землі з космосу вночі, де можна побачити обриси автострад".

Вчені використовують ці карти для цілеспрямованих досліджень: вивчаючи історію формування галактик за космічний час, роль міжзоряних льодів у формуванні зірок і планет, і вивчення процесу інфляції під час народження Всесвіту.

Оскільки SPHEREx відображається в інфрачервоному діапазоні, він вимірює розподіл галактик, відзначаючи їх положення і червоні зміщення. Фаррінгтон пояснює, що коли ми вважаємо, що Всесвіт розширюється, ми повинні думати про нього менше, як про речі, що відходять один від одного, і більше, оскільки простір стає все більшим і більшим.

"Коли це станеться, коли світло випромінюється з іншої галактики, залежно від того, наскільки далеко вона знаходиться, її світло змінюється червоним", - говорить Фаррінгтон. Іншими словами, світло виходило з зірки на певній частоті. Чим далі, тим червоніше.

Сподівання полягає в тому, що змінні значення червоного зміщення показуватимуть той довгоочікуваний зразок Всесвіту. Деякі теорії говорять про те, що коли всесвіт виник у сутності, механізми, які їхали потім, залишили шаблон відбитка, який міг би виглядати як губка або струнка цукрова вата.

"Якщо це схоже на м'яч цукерки з бавовни, то є багато дрібних ниток і струн", говорить Фаррінгтон. На даний момент ми можемо сказати з опитувань, що структура Всесвіту виглядає випадковим. Але математично, ми просто не знаємо, як це випадково. Математична випадковість - це те, що може розповісти нам про те, чи розширився Всесвіт через один механізм, або інший ».

Це місія, розроблена для того, щоб швидко і, у світі космічної науки, дешево пояснити перші моменти історії всесвіту - і елегантне дослідження минулого, доповнюючи більш майбутніми місіями, як подорож на Марс.

Про це повідомила Лінда Спарке, учений програми дослідників астрофізики в NASA Обернено що місія є правильною для програми Explorer, оскільки вона може бути відносно швидко, але "доставляє величезну кількість науки", в кінцевому підсумку допомагає розкрити, як галактики, зірки і планети опинилися такими, якими вони є.

"Ми дивимося на початок, щоб зрозуміти, чому тепер це відбувається, як ми їх бачимо", - пояснює Спарке. “Погляд на ранню історію Всесвіту - це спосіб перевірити наші уявлення про те, як формуються галактики, чому темна енергія відштовхує їх один від одного, та інші речі, які ми ще не розуміємо. NASA йде про дослідження, і немає більше масштабу для дослідження, ніж весь космос! ”

Для Фаррінгтона це також можливість працювати з неймовірною командою, впливаючи на історію космічної науки.

"Я працював на різних місіях в лабораторії реактивного руху протягом останніх 20 років, у ті роки я бачив, як мої діти привозять з школи домашні книги з науки, які містять інформацію про місії, над якими я працював", - говорить Фаррінгтон. - Нічого приємніше, ніж ви думаєте, Wow, я роблю щось для просування знань.

Протягом наступних чотирьох років команда буде будувати і тестувати SPHEREx. У 2025 році будуть отримані останні дані, які будуть доступні для будь-яких вчених, які хочуть вивчити масові дані. Звідти ми знайдемо відповіді на таємниці Всесвіту, а також нові питання, які будуть проштовхувати межі того, що це означає для нас, щоб ми всі існували.