Да поговорим за СФЕРЕКС: Мисията да намерим произхода на Вселената

Когато става дума за истории за произход, нашата вселена има добра. Широко разпространената теория е, че преди 12 и 14 милиарда години видимата вселена е била с размер на грозде.

След това с a трясък потенциално експоненциално се разширява от горещо плътно състояние в нашия обширен космос. Макар идеята за Големия взрив да е била общоприета от 1980 г., все още нямаме представа как се е случила тази масивна инфлация.

Това е мястото, където идва мисията SPHEREx. Миналата седмица НАСА обяви нов проект, който претендира за епично заглавие на: Спектрофотометър за историята на Вселената, Епохата на реионизацията и Ices Explorer.

SPHEREx е преследване от 242 млн. Долара, което ще започне през 2023 г. В продължение на две години обсерваторията с форма на волана ще обикаля Земята в орбита два пъти по-висока от Международната космическа станция. Това е мисия, насочена към три важни въпроса, включително: Какъв е произходът на Вселената?

"SPHEREx ще изследва инфлацията, бързото разширяване на пространството, за което се смята, че е настъпило няколко минути след Големия взрив", казва главният изследовател Джеймс Бок от Caltech. обратен, Бок обяснява, че в допълнение към бързото разширяване на Вселената, инфлацията създава „вариации в плътността, които в крайна сметка отиват в семената на местата, където се образуват галактиките“.

Разпределението на галактиките днес е чувствително към свойствата на инфлацията. За да се определи естеството на тези вариации, Бок и екипът ще направят това, което другите изследователи са направили преди тях - да направят карта.

SPHEREx е проектиран да изследва цялото небе четири пъти, в процеса на събиране на данни за 300 милиона галактики, както и повече от 100 милиона звезди в 96 спектрални цвята. Обсерваторията също снима в инфрачервено - електромагнитно излъчване, което е невидимо за човешкото око. Инфрачервената светлина може да бъде измерена като топлината, която се отделя от обекта. От своя страна този проект гледа към топлината на Вселената.

Алън Фарингтън, ръководител на проекта на SPHEREx, обяснява на обратен че картата ще включва цялата входяща светлина във Вселената допреди 10 милиарда години. Целта е да се изследват структурите, които тази карта на светлината ще разкрие, като идеята е, че можем да кажем нещо за това как е създадена Вселената от появяващите се форми.

"В този вид карта не е задължително да разглеждаме отделни галактики, а нишките на светлината, които са навсякъде", казва Фарингтън. "Можете да мислите за снимки на Земята от космоса през нощта, където можете да видите очертанията на магистралите."

Учените ще използват тези карти за целенасочени изследвания: Проучване на историята на образуването на галактики през космическото време, ролята на междузвездните ледове в образуването на звезда и планета, и изследване на процеса на инфлация по време на раждането на Вселената.

Тъй като SPHEREx се картографира в инфрачервения спектър, той измерва разпределението на галактиките, като отбелязва техните позиции и червени измествания. Фарингтън обяснява, че когато смятаме, че Вселената се разширява, трябва да го мислим по-малко като неща, които се раздалечават един от друг, и повече, тъй като пространството става все по-голямо и по-голямо.

"Когато това се случи, когато светлината се излъчва от друга галактика, в зависимост от това колко далеч е тя, светлината му се променя в червено", казва Фарингтън. С други думи, светлината излезе от звезда с определена честота. Колкото по-далеч е, толкова по-червено става.

Надеждата е, че променливите стойности на червеното отместване ще разкрият този дългосрочен модел на Вселената. Някои теории казват, че когато вселената се е появила, механизмите, които са карали след това, оставят отпечатък, който може да изглежда като гъба или шнур на захарен памук.

"Ако е като топка от захарен памук, тогава има много малки нишки и струни", казва Фарингтън. - Към момента от проучванията можем да кажем, че структурата на Вселената изглежда някак случайна. Но математически просто не знаем колко е случаен. Тази математическа случайност е това, което може да ни каже дали вселената се е разраствала поради един или друг механизъм.

Това е мисия, предназначена бързо и в света на космическата наука да обясни евтино първите моменти от историята на вселените - и елегантно изследване на миналото, допълвайки по-скоро бъдещите мисии, като пътуването до Марс.

Според Линда Спарке, учен в програмата на астрофизичните изследователи в НАСА обратен че мисията е подходяща за програмата на Explorer, тъй като тя може да бъде сравнително бърза, но "доставя огромно количество наука", в крайна сметка помага да се разкрие как галактиките, звездите и планетите са станали такива, каквито са.

"Ние гледаме на началото, за да разберем защо нещата са така, както ги виждаме", обяснява Спарке. „Гледането в ранната история на Вселената е начин да изпитаме нашите идеи за това как се формират галактиките, защо тъмната енергия ги разпръсква един от друг, и други неща, които ние все още не разбираме. НАСА е за проучване и няма по-голям мащаб за изследване от целия космос!"

За Фарингтън това също е възможност да работи с невероятен екип, като същевременно влияе върху историята на космическата наука.

"Работил съм на различни мисии в лабораторията за реактивни двигатели през последните 20 години, през тези години видях, че децата ми носят ученически книги от училище, съдържащи информация за мисиите, върху които съм работил", казва Фарингтън. - Няма нищо по-хладно от това, когато мислиш, Уау, аз правя нещо за напредъка на знанието.

През следващите четири години екипът ще изгражда и тества SPHEREx. През 2025 г. ще се получат последните данни и ще бъдат предоставени на разположение на всички учени, които искат да проучат масивната информация. От там ще намерим отговори на мистериите на Вселената, както и нови въпроси, които ще изтласкат границите на това, което означава за всички нас да съществуваме.