h
Khi nói đến câu chuyện gốc, vũ trụ của chúng ta có một cái tốt. Lý thuyết được chấp nhận rộng rãi là từ 12 đến 14 tỷ năm trước, vũ trụ hữu hình có kích thước bằng một quả nho.
Sau đó, với một bang, nó có khả năng mở rộng theo cấp số nhân từ một trạng thái dày đặc nóng bỏng vào vũ trụ rộng lớn của chúng ta. Mặc dù ý tưởng về Vụ nổ lớn thường được chấp nhận từ năm 1980, nhưng chúng tôi vẫn không có ý tưởng về việc lạm phát khổng lồ này thực sự xảy ra như thế nào.
Đó là nơi mà nhiệm vụ SPHEREx đến. Tuần trước, NASA đã công bố một dự án mới tuyên bố tiêu đề sử thi là: Quang phổ kế cho Lịch sử Vũ trụ, Kỷ nguyên tái hiện và Ices Explorer.
SPHEREx một cuộc truy đuổi trị giá 242 triệu đô la sẽ ra mắt vào năm 2023. Trong hai năm, đài quan sát hình con thoi sẽ vòng quanh Trái đất trong một quỹ đạo cao gấp đôi so với Trạm vũ trụ quốc tế. Đó là một nhiệm vụ được thiết kế để giải quyết ba câu hỏi quan trọng, bao gồm: Nguồn gốc của vũ trụ là gì?
James SPHEREx sẽ thăm dò lạm phát, việc mở rộng không gian nhanh chóng được cho là đã xảy ra sau khi Big Bang, nhà điều tra chính của James, James Bock của Caltech nói Nghịch đảo. Bock giải thích rằng, ngoài việc nhanh chóng mở rộng vũ trụ, lạm phát tạo ra các biến thể về mật độ mà cuối cùng đi đến hạt giống nơi các thiên hà hình thành.
Sự phân bố của các thiên hà ngày nay rất nhạy cảm với các tính chất của lạm phát. Để xác định bản chất của các biến thể này, Bock và nhóm sẽ làm những gì các nhà thám hiểm khác đã làm trước họ - tạo ra một bản đồ.
SPHEREx được thiết kế để khảo sát toàn bộ bầu trời bốn lần, trong quá trình thu thập dữ liệu về 300 triệu thiên hà cũng như hơn 100 triệu ngôi sao với 96 màu quang phổ. Đài quan sát cũng đang chụp ảnh bằng bức xạ hồng ngoại - điện từ mà không nhìn thấy được bằng mắt người. Ánh sáng hồng ngoại có thể được đo là nhiệt lượng tỏa ra từ một vật thể. Đổi lại, dự án này đang xem xét sức nóng của vũ trụ.
Allen Farrington, người quản lý dự án của SPHEREx, giải thích cho Nghịch đảo rằng bản đồ sẽ bao gồm tất cả ánh sáng tới trong vũ trụ cách đây 10 tỷ năm. Mục tiêu là kiểm tra các cấu trúc mà bản đồ ánh sáng này sẽ tiết lộ, ý tưởng là chúng ta có thể nói điều gì đó về cách vũ trụ được tạo ra bởi các hình dạng xuất hiện.
Trong các loại bản đồ này, chúng tôi không nhất thiết phải nhìn vào các thiên hà riêng lẻ, mà là các luồng ánh sáng ở khắp mọi nơi, theo Far Farrington. Bạn có thể nghĩ về những bức ảnh về Trái đất từ không gian vào ban đêm, nơi bạn có thể nhìn thấy những đường viền của đường cao tốc.
Các nhà khoa học sẽ sử dụng các bản đồ này cho các cuộc điều tra có mục tiêu: Kiểm tra lịch sử hình thành thiên hà theo thời gian vũ trụ, vai trò của các liên sao trong vai trò hình thành sao và hành tinh, và kiểm tra quá trình lạm phát trong sự ra đời của vũ trụ.
Vì SPHEREx đang ánh xạ trong hồng ngoại, nó đo lường sự phân bố của các thiên hà bằng cách lưu ý vị trí và dịch chuyển của chúng. Farrington giải thích rằng khi chúng ta xem xét vũ trụ mở rộng, chúng ta nên nghĩ về nó ít hơn khi mọi thứ chạy xa nhau, và nhiều hơn khi không gian ngày càng lớn hơn.
Khi điều đó xảy ra, khi ánh sáng được phát ra từ một thiên hà khác, tùy thuộc vào khoảng cách của nó, ánh sáng của nó bị lệch về phía sau, theo Far Farrington. Nói cách khác, ánh sáng phát ra từ một ngôi sao ở một tần số nhất định. Càng đi xa, nó càng đỏ hơn.
Hy vọng là các giá trị dịch chuyển đỏ khác nhau sẽ tiết lộ mô hình mong muốn lâu dài của vũ trụ. Một số lý thuyết nói rằng khi vũ trụ xuất hiện, các cơ chế lái sau đó để lại một mô hình dấu ấn có thể trông giống như bọt biển hoặc sự nghiêm ngặt của kẹo bông.
Nếu nó giống như một quả bóng kẹo bông, thì có rất nhiều sợi nhỏ và dây, ông Far Farrington nói. Ngay bây giờ, chúng ta có thể nói từ các cuộc khảo sát rằng cấu trúc của vũ trụ trông có vẻ ngẫu nhiên. Nhưng về mặt toán học, chúng tôi chỉ cần don biết nó ngẫu nhiên như thế nào. Sự ngẫu nhiên toán học đó là những gì có thể cho chúng ta biết vũ trụ mở rộng do một cơ chế này hay cơ chế khác.
Đó là một nhiệm vụ được thiết kế để nhanh chóng và, trong thế giới của khoa học vũ trụ, giải thích một cách rẻ tiền những khoảnh khắc đầu tiên của lịch sử vũ trụ - và một cuộc thám hiểm tao nhã về quá khứ, khen ngợi những sứ mệnh có đầu óc tương lai hơn, như hành trình lên Sao Hỏa.
Linda Sparke, nhà khoa học chương trình thám hiểm vật lý thiên văn tại NASA, kể Nghịch đảo Nhiệm vụ này phù hợp với chương trình Explorer Explorer vì nó có thể tương đối nhanh chóng, nhưng lại mang đến một lượng khoa học khổng lồ, cuối cùng, giúp tiết lộ các thiên hà, các ngôi sao và các hành tinh ra đời như thế nào.
Chúng tôi nhìn vào sự khởi đầu để tìm hiểu lý do tại sao mọi thứ bây giờ như chúng ta thấy, chúng Sparke giải thích. Nhìn vào lịch sử ban đầu của vũ trụ là một cách để kiểm tra ý tưởng của chúng ta về cách các thiên hà được hình thành, tại sao năng lượng tối đang đẩy chúng ra xa nhau và những điều khác mà chúng ta chưa hiểu. NASA là về thám hiểm, và ở đó, không có quy mô nào lớn hơn để khám phá so với toàn bộ vũ trụ!
Đối với Farrington, nó cũng là một cơ hội để làm việc với một nhóm đáng kinh ngạc trong khi ảnh hưởng đến lịch sử của khoa học vũ trụ.
Tôi đã từng làm việc với các nhiệm vụ khác nhau tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực trong 20 năm qua, trong những năm đó, tôi đã thấy các con tôi mang sách khoa học về nhà từ trường chứa thông tin về các nhiệm vụ mà tôi đã làm. Ở đó, không có gì hay hơn thế, khi bạn nghĩ, wow, tôi đã làm một cái gì đó cho sự tiến bộ của kiến thức.
Trong bốn năm tới, nhóm sẽ xây dựng và thử nghiệm SPHEREx. Vào năm 2025, dữ liệu cuối cùng sẽ xuất hiện và sẽ được cung cấp cho bất kỳ nhà khoa học nào muốn kiểm tra kho dữ liệu khổng lồ. Từ đó, chúng tôi sẽ tìm thấy câu trả lời cho những bí ẩn của vũ trụ - cũng như những câu hỏi mới sẽ đẩy ranh giới về ý nghĩa của tất cả chúng ta tồn tại.