Поговорим о «Сферекс»: миссия найти происхождение Вселенной

Когда дело доходит до историй происхождения, у нашей вселенной есть хорошая. Широко принятая теория состоит в том, что между 12 и 14 миллиардами лет назад видимая вселенная была размером с виноград.

Затем с бах он потенциально экспоненциально расширился из горячего плотного состояния в наш обширный космос. Хотя идея Большого взрыва была общепринятой с 1980 года, мы до сих пор не имеем представления о том, как на самом деле произошла эта массовая инфляция.

Вот где начинается миссия SPHEREx. На прошлой неделе НАСА объявило о новом проекте, который претендует на эпическое название: Спектрофотометр для истории Вселенной, эпохи реионизации и Ices Explorer.

SPHEREx - преследование стоимостью 242 миллиона долларов, которое начнется в 2023 году. В течение двух лет обсерватория в форме волана будет вращаться вокруг Земли на орбите, вдвое превышающей Международную космическую станцию. Эта миссия предназначена для решения трех важных вопросов, в том числе: Каково происхождение вселенной?

«SPHEREx будет проверять инфляцию, быстрое расширение пространства, которое, как считается, произошло через несколько минут после Большого взрыва», - говорит главный исследователь из Калифорнийского технологического института Джеймс Бок. обратный, Бок объясняет, что в дополнение к быстрому расширению Вселенной, инфляция приводит к «изменениям плотности, которые в конечном итоге дают начало семенам, где образуются галактики».

Распределение галактик сегодня чувствительно к свойствам инфляции. Чтобы определить природу этих вариаций, Бок и команда сделают то, что сделали другие исследователи до них, - составят карту.

SPHEREx предназначен для съемки всего неба четыре раза, в процессе сбора данных о 300 миллионах галактик, а также более 100 миллионов звезд в 96 спектральных цветах. Обсерватория также делает снимки в инфракрасном диапазоне - электромагнитное излучение, которое невидимо для человеческого глаза. Инфракрасный свет можно измерить как тепло, которое исходит от объекта. В свою очередь этот проект смотрит на тепло вселенной.

Аллен Фаррингтон, руководитель проекта SPHEREx, объясняет обратный что карта будет включать в себя весь входящий свет во вселенной еще 10 миллиардов лет назад. Цель состоит в том, чтобы исследовать структуры, которые раскроет эта карта света, идея состоит в том, что мы можем что-то рассказать о том, как вселенная была создана появляющимися формами.

«На карте такого типа мы не обязательно смотрим на отдельные галактики, а на потоки света, которые повсюду», - говорит Фаррингтон. «Вы можете думать о снимках Земли из космоса ночью, где вы можете увидеть очертания автострад».

Ученые будут использовать эти карты для целенаправленных исследований: изучение истории образования галактик за космическое время, роль межзвездных льдов в формировании звезд и планет, а также изучение процесса инфляции при рождении вселенной.

Поскольку SPHEREx отображает в инфракрасном диапазоне, он измеряет распределение галактик, отмечая их положения и красные смещения. Фаррингтон объясняет, что, когда мы рассматриваем расширение вселенной, мы должны думать об этом меньше, как о вещах, расходящихся друг от друга, и больше, о том, что пространство становится все больше и больше.

«Когда это происходит, когда свет испускается из другой галактики, в зависимости от того, как далеко он находится, его свет смещается в красное смещение», - говорит Фаррингтон. «Другими словами, свет исходил от звезды с определенной частотой. Чем дальше, тем краснее становится.

Надежда состоит в том, что различные значения красного смещения покажут эту долгожданную модель вселенной. В некоторых теориях говорится, что когда возникла вселенная, движущие механизмы оставили отпечаток, который мог бы быть похож на губку или нить ваты.

«Если это похоже на шарик сладкой ваты, то есть много маленьких ниточек и ниточек», - говорит Фаррингтон. «На данный момент мы можем сказать из опросов, что структура вселенной выглядит случайной. Но математически мы просто не знаем, насколько это случайно. Именно эта математическая случайность может сказать нам, расширилась ли вселенная из-за одного механизма или другого ».

Это миссия, предназначенная для того, чтобы быстро и в мире космической науки дешево объяснить первые моменты истории вселенных - и элегантно исследовать прошлое, дополняя более дальновидные миссии, такие как путешествие на Марс.

Линда Спарк, исследователь программы астрофизики в НАСА, рассказывает обратный что миссия подходит для программы Исследователя, потому что она может быть относительно быстрой, но «доставляет огромное количество науки», в конце концов, помогая раскрыть, как галактики, звезды и планеты стали такими, какие они есть.

«Мы смотрим на начинания, чтобы понять, почему сейчас все так, как мы их видим», - объясняет Спарк. «Взгляд на раннюю историю Вселенной - это способ проверить наши идеи о том, как образуются галактики, почему темная энергия отталкивает их друг от друга, и другие вещи, которые мы еще не понимаем. НАСА посвящено исследованию, и нет более масштабных исследований, чем весь космос! »

Для Фаррингтона это также возможность работать с невероятной командой, оказывая влияние на историю космической науки.

«Я работал над различными миссиями в Лаборатории реактивного движения в течение последних 20 лет, в те годы я видел, как мои дети приносят из школы книги по естествознанию, содержащие информацию о миссиях, над которыми я работал», - говорит Фаррингтон. «Нет ничего круче этого, когда ты думаешь, вау, я делаю что-то для развития знаний.

В течение следующих четырех лет команда будет собирать и тестировать SPHEREx. В 2025 году будут получены последние данные, которые будут доступны для всех ученых, которые хотят изучить огромный массив данных. Оттуда мы найдем ответы на загадки вселенной, а также новые вопросы, которые расширят границы того, что значит для нас всех существовать.