בואו נדבר על הספירקס: המשימה למצוא את מוצא היקום

כשמדובר בסיפורים מקוריים, ליקום שלנו יש עולם טוב. התיאוריה המקובלת היא כי בין 12 ל -14 מיליארד שנים, היקום הגלוי היה בגודל של ענבים.

ואז, עם בנג, היא התרחבה באופן אקספוננציאלי ממצב צפוף חם אל היקום העצום שלנו. בעוד הרעיון של המפץ הגדול התקבל בדרך כלל מאז 1980, עדיין אין לנו מושג איך זה באמת קרה האינפלציה.

זה המקום שבו מגיעה המשימה SPHEREx. בשבוע שעבר, NASA הודיעה על פרוייקט חדש הטוען הכותרת האפי של: ספקטרו-פוטומטר להיסטוריה של היקום, עידן ההתאוששות, ו- Ices Explorer.

SPHEREx 242 מיליון דולר המרדף כי יופעל בשנת 2023. במשך שנתיים, מצפה בצורת מעבורת יהיה מעגל כדור הארץ במסלול כפול גבוה כמו תחנת החלל הבינלאומית. זוהי משימה המיועדת לענות על שלוש שאלות חשובות, כולל: מהו מקור היקום?

"SPHEREX יבדוק את האינפלציה, ההתרחבות המהירה של החלל שנחשבה כי התרחשה רגעים לאחר המפץ הגדול", אומר החוקר הראשי ג'יימס בוק מקלטק הפוך. בוק מסביר כי בנוסף להתרחבות מהירה של היקום, האינפלציה מייצרת "וריאציות בצפיפות שבסופו של דבר מגיעות לזרע במקומות שבהם נוצרות גלקסיות".

התפלגות הגלקסיות כיום רגישה למאפייני האינפלציה. כדי לקבוע את טיבם של שינויים אלה, בוק והצוות יעשו מה שעושים חוקרים אחרים לפנים - לעשות מפה.

SPHEREx מיועד לסקור את כל השמים ארבע פעמים, בתהליך איסוף נתונים על 300 מיליון גלקסיות, כמו גם יותר מ -100 מיליון כוכבים ב -96 צבעים ספקטרליים. המצפה הוא גם לצלם אינפרא אדום - קרינה אלקטרומגנטית זה בלתי נראה לעין האנושית. אור אינפרא אדום ניתן למדוד את החום שמגיע של אובייקט. בתורו, הפרויקט הזה מסתכל על החום של היקום.

אלן פרינגטון, מנהל הפרויקט של SPHEREx, מסביר הפוך כי המפה תכלול את כל האור הנכנס ביקום עד 10 מיליארד שנה. המטרה היא לבחון את המבנים שמפת האור הזאת תחשוף, הרעיון הוא שאנחנו יכולים לספר משהו על איך נוצר היקום על ידי הצורות העולות.

"במפה מסוג זה, אנחנו לא בהכרח מסתכלים על גלקסיות בודדות, אלא על חוטי האור הנמצאים בכל מקום", אומר פרינגטון. "אתה יכול לחשוב על תמונות של כדור הארץ מהחלל בלילה, שם אתה יכול לראות את קווי המתאר של כבישים מהירים."

מדענים ישתמשו במפות אלו לצורך חקירות ממוקדות: בחינת ההיסטוריה של היווצרות גלקסיות על פני זמן קוסמי, תפקיד כוכבי כוכבי לשחק כוכבי כוכב הלכת, ו בוחן את תהליך האינפלציה במהלך לידתו של היקום.

מכיוון ש SPHEREx מיפוי באינפרא אדום, הוא מודד את התפלגות הגלקסיות על ידי ציון מיקומם והיסטים באדום. פרינגטון מסביר שכאשר אנו רואים את היקום מתרחב, אנחנו צריכים לחשוב על זה פחות כמו דברים רצים רחוק אחד מהשני, ויותר כמו החלל הולך וגדל.

"כאשר זה קורה, כאשר האור נפל מגלקסיה אחרת, תלוי באיזו מרחק הוא נמצא, האור שלה מתחיל להשתנות באדום, "אומר פרינגטון. "במילים אחרות, האור יצא מכוכב בתדר מסוים. ככל שזה רחוק יותר, זה אדום יותר."

התקווה היא שערכים משתנים של היסט לאדום יגלו את התבנית הרצויה של היקום. תיאוריות מסוימות מספרות שכאשר היקום צץ לתוך הישות, המנגנונים שנסעו הותיר אחריו תבנית חותם שיכלה להיראות כמו ספוג או מחוספסות של סוכריות כותנה.

"אם זה כמו כדור של ממתק צמר גפן, אז יש הרבה חוטים ומיתרים קטנים", אומר פרינגטון. "נכון לעכשיו, אנחנו יכולים לספר מתוך סקרים כי מבנה היקום נראה אקראי. אבל מתמטית, אנחנו פשוט לא יודעים כמה זה אקראי. אקראיות מתמטית זו היא שיכולה לומר לנו אם היקום התרחב בגלל מנגנונים אלה או אחרים ".

זוהי משימה המיועדת במהירות, ובעולם מדעי החלל, להסביר בזול את הרגעים הראשונים של ההיסטוריה של היקום - ואת חקר אלגנטי של העבר, מחמיא משימות עתידי יותר, כמו המסע למאדים.

לינדה ספארק, מדען תוכנית אסטרופיסיקה חוקרים נאס"א, אומר הפוך כי המשימה היא מתאימה לתוכנית של Explorer כי זה יכול להיות מהיר יחסית, אבל "מספק כמות עצומה של המדע", בסופו של דבר לעזור לגלות כיצד גלקסיות, כוכבים, כוכבי הלכת הגיעו להיות כפי שהם.

"אנחנו מסתכלים על התחלות כדי להבין למה הדברים עכשיו כפי שאנו רואים אותם", מסביר ספארק. "ההתבוננות בהיסטוריה המוקדמת של היקום היא דרך לבחון את הרעיונות שלנו על אופן היצירה של הגלקסיות, מדוע האנרגיה האפלה דוחקת אותם זה מזה, ועוד דברים שאנחנו עדיין לא מבינים. נאס"א עוסקת בחיפושים, ואין בקנה מידה גדול יותר לחקור מאשר את היקום כולו!"

עבור פרינגטון, זו גם הזדמנות לעבוד עם צוות מדהים תוך השפעה על ההיסטוריה של מדעי החלל.

"עבדתי על משימות שונות במעבדה להנע סילוני במשך 20 השנים האחרונות, בשנים ההן, ראיתי את הילדים שלי מביאים הביתה ספרי מדע מבית הספר המכילים מידע על משימות שעבדתי עליהן", אומר פרינגטון. "אין דבר קר יותר מזה, כשאתה חושב, וואו, אני עושה משהו לקידום הידע.

במשך ארבע השנים הבאות, הצוות יבנה ובוחן את SPHEREx. בשנת 2025, הנתונים האחרונים יגיעו דרך, ויהיה זמין עבור כל המדענים שרוצים לבחון את הנתונים מסיבי של נתונים. משם, אנו מוצאים תשובות למסתורין של היקום - כמו גם שאלות חדשות אשר ידחפו את הגבולות של מה זה אומר עבור כולנו להתקיים.