Işık olmadan önce kozmik enflasyon vardı.
Yaşamdan önce, Dünya Gezegeni, ilk galaksiler – ve sıcak yoğun ilkel eşyaların şiddetli patlamasından önce bile bilim adamları geleneksel olarak büyük patlama olarak düşündüler – evrenimiz egzotik bir durumdaydı ve katlanarak anlaşılmaz bir oranda genişledi.
O kadar hızlı genişledi ki, bir saniyenin milyarının üçte birinde yaklaşık bir trilyonda, bir atomun büyüklüğünün bir kısmı güneş sistemimizden çok daha büyük bir boyuta patlayacaktı. Karşılaştırılmasız küçük bir noktadan kabaca bir insan kafası ile bir şehir bloğu arasında bir boyuta kadar evren dilimimizi – gece gökyüzünde görebileceğimiz her şeyi – getirdi.
Ancak modern evren, fizikçilerin “enflasyon” olarak adlandırdığı bu garip prologun muhtemelen neden olduğunu tam olarak bilmiyorlar.
NASA'nın La Cañada Flintridge'deki Jet Propulsion Laboratuvarı'ndan yeni bir uzay aracı, Salı akşamı Lompoc yakınlarındaki Vandenberg Uzay Kuvvetleri Üssü'nden bir SpaceX roketinde başlayacak.
NASA'nın Spherex Gözlemevi, Ağustos 2024'te Boulder, Colo'daki BAE Systems'ta test için hazırlanmıştır.
(NASA / JPL-Caltech / BAE Sistemleri)
Misyon-Evren Tarihi için Spectro-Fotometre, Reiyonizasyon Çağlığı ve Ices Gezgini; veya SPHerex – Geride kalan enflasyon ipuçlarından birini inceleyecektir. Bilim adamları, verilerinden, hızlı genişlemenin arkasındaki suçlu (veya suçlular) hakkında daha iyi bir anlamayı umuyorlar.
İki yıl boyunca, Spherex, tüm gökyüzü boyunca galaksilerin yayılmasının dört üç boyutlu haritasını yaratacak ve bilim adamlarının 13,8 milyar yıl önce keşfedilmemiş enflasyon parçacıkları tarafından oluşturulan atom altı kuantum dalgalarını aramasına izin verecek, şimdi evrenin büyük ölçekli yapısına kazınmış.
“Kozmosu haritalamak ve en büyük yapıları ve en büyük resmi görmek, büyük teleskopların aksine. [the James Webb Space telescope] Bu, gökyüzünün belirli küçük alanları üzerinde yakınlaştıracak ve çok ayrıntılı, enfes resimler çekecek ”diyor JPL Kıdemli Araştırma Bilimcisi ve Spherex'in baş araştırmacısı Caltech Fizik Profesörü James Bock.
Evren ilk anlarından beri genişlerken, fizikçiler “enflasyon” terimini sadece bildiğimiz gibi evrenin başlangıcında bilinmeyen fizik tarafından yönetilen hızlı, üstel genişleme için ayırırlar.
Enflasyonun hala enflasyon sürecinin ilk etapta başlamak için inanılmaz derecede olası olmayan koşullara ihtiyaç duyacağını söyleyen ve egzotik enflasyon parçacıklarını doğrudan tespit etme yeteneği olmadığını söyleyen dedektörleri var – varlıklarının mevcut dolaylı kanıtları yetersiz kalıyor. Bununla birlikte, enflasyon, modern evrenimizde bir dizi garip fenomen için en iyi açıklama olarak bu alanda yaygın olarak kabul edilmektedir.
NASA'nın Spherex Mission için mekanik entegrasyon kurşun olan Amelia Quan, Jet Propulsion Laboratuarında uzay teleskopunu soğuk tutmaya yardımcı olacak bir donanım olan V-Groove radyatörü ile görülüyor.
(NASA / JPL-Caltech)
Farklı enflasyon teorileri bazı sayılara ve ayrıntılara katılmıyor, ancak genel hikaye şuna benzer: Büyük genişleme başladıktan sonra enflasyondan önce anında patladı.
Enflasyon sırasında henüz bildiğimiz hiçbir madde yoktu. Bunun yerine, evren bazı bilinmeyen enflasyonist enerji ve parçacıklarla doluydu. Dalgalandıkça, enerji alanında dalgalanmalar yarattılar – daha yüksek enerji cepleri ve daha düşük enerji cepleri.
Yine de belirsiz olan şey, bu enerji ve parçacık alanının tam olarak ne olduğu ya da işyerinde birden fazla enerji alanı ve parçacık seti olup olmadığıdır. Ancak, kürex'in bulduğu her şey, bildiğimiz gibi fizik alanının dışındaki vahşi parçacıklar tarafından neredeyse kesinlikle yaratılmış olacaktır.
Enflasyon patladığında, enerji alanı ve dalgalanmaları bugün bildiğimiz şeylerin inanılmaz sıcak ve yoğun bir çorbasına dönüştü – sonunda gördüğümüz ışık ve dünyamızı oluşturan protonlar, nötronlar ve elektronlar haline geldi.
Bu sıcak, yoğun, yeni evren, muazzam bir baskı altında, 1920'lerde geliştirilen geleneksel sıcak büyük patlama teorisi tarafından tarif edildiği gibi dışa doğru patladı. Enflasyon, evrenin ilk birkaç anı için fizikçilerin revizyonuydu, 1980'lerde evrendeki bazı garip etkileri hesaba katmak için tasarlandı.
Enflasyon enerjisindeki kuantum dalgalanmaları görünüşte hiç gitmedi. Atom altı ölçekte başlarken, artık galaksilerden daha büyükler. Daha yüksek enerji noktaları, birçok galaksi ile evrenin parlak ve yoğun köşelerine dönüştü. Düşük enerji noktaları şimdi göreceli ölü bölgelerdir.
Gökyüzüne baktığımızda gördüğümüz galaksiler ağı, 13.8 milyar yıl önce alanın küçük bir subaptom bölümünde oynanan dramanın bir anlık görüntüsü.
Spherex ekibi, o web'in ince ayrıntılarında gizlenmiş o dramanın daha fazlası olduğunu düşünüyor.
Prob, ilk kez, enflasyondan sorumlu tek bir enerji alanı olup olmadığını veya çoklu olup olmadığını ortaya çıkarmak için yeterli hassasiyet ve verilerle üç boyutlu tam gökyüzü haritaları oluşturacaktır.
Spherex misyonu üzerinde çalışan bir Caltech araştırma bilimcisi Spencer Everett, “Bir gölete küçük bir çakıl taşırsanız, dalgalanmalar yaratıyor” dedi. “Sonra, enflasyon aniden onları bir okyanustaki bu büyük dalgalara şişirir.”
Tek alan enflasyon teorileri gölete bir sürü aynı boyutlu çakıl taşlarını atmaya benzer olsa da Everett, çok alan teorilerinin suya birçok farklı boyutlu çakıl ve kayalar atmak gibi olduğunu söyledi. Ortaya çıkan dalgalanmalara bakarak, bilim adamları, Spherex'in durumunda birden fazla boyutta çakıl taşının – veya enflasyon parçacıklarının – bunları yaratıp yaratmadığını belirleyebilmelidir.
Galaksilerin evrendeki yayılmasının, tek bir alandan (veya Everett'in benzetmesinde tek boyutlu bir çakıl gibi görünmediğine dair kanıtlar, enflasyonun sadece güçlü bir kanıt olduğu gibi değil, aynı zamanda tek sahadaki teorileri ölüm yataklarına da etkili bir şekilde koyacağına dair kanıtlar.
Uzaya fırlatarak, Spherex, Dünya'nın yörüngesinde yer alırken neredeyse tüm gökyüzünün engelsiz manzaralarına sahip olacak. Spherex ayrıca, kırmızı renkten biraz daha uzun dalga boylarına sahip kızılötesi ışığın dalga boylarına da bakmalıdır. Bununla birlikte, Dünya'nın zemini de dahil olmak üzere çoğu nesnenin ısıyı yaydığı dalga boyu.
“Yerdeki kızılötesindeki bir şeyi ölçmeye çalışırsanız,” dedi Everett, “Sadece zemini göreceksiniz. Oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda, her şey kızılötede yayılıyor. ”
Bu nedenle, uzay aracı, bir uzay aracı için bir köpek konisi gibi bir şey görünen konsantrik koni şeklinde alüminyum kalkanlar tarafından serin tutan, hızlı bir eksi-350 derece Fahrenheit'te çalışacak.
Spherex, NASA'nın Kaşifler Programında, uzay bilimi araştırma sorularını araştırmak için 2021'de piyasaya sürülen 10 milyar dolarlık bir görev olan James Webb Uzay Teleskopu gibi amiral gemisi görevlerinden daha az iddialı bir ölçekte sık sık uçuş ve finansman fırsatları sunmak için tasarlanmış orta sınıf bir görevdir.
Görev ayrıca ilk galaksilerin bazılarının nasıl oluştuğunu ve yaşam için önemli moleküller taşıyan buzlu kozmik tozun gezegenlerde nasıl sonuçlandığını da araştıracak.
Spherex, güneş rüzgarını inceleyecek olan korona ve heliosferi birleştirmek veya yumruklamak için polarimetre olarak adlandırılan küçük sınıflı bir Explorers misyonunun yanına gidecek.
Yaşamdan önce, Dünya Gezegeni, ilk galaksiler – ve sıcak yoğun ilkel eşyaların şiddetli patlamasından önce bile bilim adamları geleneksel olarak büyük patlama olarak düşündüler – evrenimiz egzotik bir durumdaydı ve katlanarak anlaşılmaz bir oranda genişledi.
O kadar hızlı genişledi ki, bir saniyenin milyarının üçte birinde yaklaşık bir trilyonda, bir atomun büyüklüğünün bir kısmı güneş sistemimizden çok daha büyük bir boyuta patlayacaktı. Karşılaştırılmasız küçük bir noktadan kabaca bir insan kafası ile bir şehir bloğu arasında bir boyuta kadar evren dilimimizi – gece gökyüzünde görebileceğimiz her şeyi – getirdi.
Ancak modern evren, fizikçilerin “enflasyon” olarak adlandırdığı bu garip prologun muhtemelen neden olduğunu tam olarak bilmiyorlar.
NASA'nın La Cañada Flintridge'deki Jet Propulsion Laboratuvarı'ndan yeni bir uzay aracı, Salı akşamı Lompoc yakınlarındaki Vandenberg Uzay Kuvvetleri Üssü'nden bir SpaceX roketinde başlayacak.
NASA'nın Spherex Gözlemevi, Ağustos 2024'te Boulder, Colo'daki BAE Systems'ta test için hazırlanmıştır.
(NASA / JPL-Caltech / BAE Sistemleri)
Misyon-Evren Tarihi için Spectro-Fotometre, Reiyonizasyon Çağlığı ve Ices Gezgini; veya SPHerex – Geride kalan enflasyon ipuçlarından birini inceleyecektir. Bilim adamları, verilerinden, hızlı genişlemenin arkasındaki suçlu (veya suçlular) hakkında daha iyi bir anlamayı umuyorlar.
İki yıl boyunca, Spherex, tüm gökyüzü boyunca galaksilerin yayılmasının dört üç boyutlu haritasını yaratacak ve bilim adamlarının 13,8 milyar yıl önce keşfedilmemiş enflasyon parçacıkları tarafından oluşturulan atom altı kuantum dalgalarını aramasına izin verecek, şimdi evrenin büyük ölçekli yapısına kazınmış.
“Kozmosu haritalamak ve en büyük yapıları ve en büyük resmi görmek, büyük teleskopların aksine. [the James Webb Space telescope] Bu, gökyüzünün belirli küçük alanları üzerinde yakınlaştıracak ve çok ayrıntılı, enfes resimler çekecek ”diyor JPL Kıdemli Araştırma Bilimcisi ve Spherex'in baş araştırmacısı Caltech Fizik Profesörü James Bock.
Evren ilk anlarından beri genişlerken, fizikçiler “enflasyon” terimini sadece bildiğimiz gibi evrenin başlangıcında bilinmeyen fizik tarafından yönetilen hızlı, üstel genişleme için ayırırlar.
Enflasyonun hala enflasyon sürecinin ilk etapta başlamak için inanılmaz derecede olası olmayan koşullara ihtiyaç duyacağını söyleyen ve egzotik enflasyon parçacıklarını doğrudan tespit etme yeteneği olmadığını söyleyen dedektörleri var – varlıklarının mevcut dolaylı kanıtları yetersiz kalıyor. Bununla birlikte, enflasyon, modern evrenimizde bir dizi garip fenomen için en iyi açıklama olarak bu alanda yaygın olarak kabul edilmektedir.
NASA'nın Spherex Mission için mekanik entegrasyon kurşun olan Amelia Quan, Jet Propulsion Laboratuarında uzay teleskopunu soğuk tutmaya yardımcı olacak bir donanım olan V-Groove radyatörü ile görülüyor.
(NASA / JPL-Caltech)
Farklı enflasyon teorileri bazı sayılara ve ayrıntılara katılmıyor, ancak genel hikaye şuna benzer: Büyük genişleme başladıktan sonra enflasyondan önce anında patladı.
Enflasyon sırasında henüz bildiğimiz hiçbir madde yoktu. Bunun yerine, evren bazı bilinmeyen enflasyonist enerji ve parçacıklarla doluydu. Dalgalandıkça, enerji alanında dalgalanmalar yarattılar – daha yüksek enerji cepleri ve daha düşük enerji cepleri.
Yine de belirsiz olan şey, bu enerji ve parçacık alanının tam olarak ne olduğu ya da işyerinde birden fazla enerji alanı ve parçacık seti olup olmadığıdır. Ancak, kürex'in bulduğu her şey, bildiğimiz gibi fizik alanının dışındaki vahşi parçacıklar tarafından neredeyse kesinlikle yaratılmış olacaktır.
Enflasyon patladığında, enerji alanı ve dalgalanmaları bugün bildiğimiz şeylerin inanılmaz sıcak ve yoğun bir çorbasına dönüştü – sonunda gördüğümüz ışık ve dünyamızı oluşturan protonlar, nötronlar ve elektronlar haline geldi.
Bu sıcak, yoğun, yeni evren, muazzam bir baskı altında, 1920'lerde geliştirilen geleneksel sıcak büyük patlama teorisi tarafından tarif edildiği gibi dışa doğru patladı. Enflasyon, evrenin ilk birkaç anı için fizikçilerin revizyonuydu, 1980'lerde evrendeki bazı garip etkileri hesaba katmak için tasarlandı.
Enflasyon enerjisindeki kuantum dalgalanmaları görünüşte hiç gitmedi. Atom altı ölçekte başlarken, artık galaksilerden daha büyükler. Daha yüksek enerji noktaları, birçok galaksi ile evrenin parlak ve yoğun köşelerine dönüştü. Düşük enerji noktaları şimdi göreceli ölü bölgelerdir.
Gökyüzüne baktığımızda gördüğümüz galaksiler ağı, 13.8 milyar yıl önce alanın küçük bir subaptom bölümünde oynanan dramanın bir anlık görüntüsü.
Spherex ekibi, o web'in ince ayrıntılarında gizlenmiş o dramanın daha fazlası olduğunu düşünüyor.
Prob, ilk kez, enflasyondan sorumlu tek bir enerji alanı olup olmadığını veya çoklu olup olmadığını ortaya çıkarmak için yeterli hassasiyet ve verilerle üç boyutlu tam gökyüzü haritaları oluşturacaktır.
Spherex misyonu üzerinde çalışan bir Caltech araştırma bilimcisi Spencer Everett, “Bir gölete küçük bir çakıl taşırsanız, dalgalanmalar yaratıyor” dedi. “Sonra, enflasyon aniden onları bir okyanustaki bu büyük dalgalara şişirir.”
Tek alan enflasyon teorileri gölete bir sürü aynı boyutlu çakıl taşlarını atmaya benzer olsa da Everett, çok alan teorilerinin suya birçok farklı boyutlu çakıl ve kayalar atmak gibi olduğunu söyledi. Ortaya çıkan dalgalanmalara bakarak, bilim adamları, Spherex'in durumunda birden fazla boyutta çakıl taşının – veya enflasyon parçacıklarının – bunları yaratıp yaratmadığını belirleyebilmelidir.
Galaksilerin evrendeki yayılmasının, tek bir alandan (veya Everett'in benzetmesinde tek boyutlu bir çakıl gibi görünmediğine dair kanıtlar, enflasyonun sadece güçlü bir kanıt olduğu gibi değil, aynı zamanda tek sahadaki teorileri ölüm yataklarına da etkili bir şekilde koyacağına dair kanıtlar.
Uzaya fırlatarak, Spherex, Dünya'nın yörüngesinde yer alırken neredeyse tüm gökyüzünün engelsiz manzaralarına sahip olacak. Spherex ayrıca, kırmızı renkten biraz daha uzun dalga boylarına sahip kızılötesi ışığın dalga boylarına da bakmalıdır. Bununla birlikte, Dünya'nın zemini de dahil olmak üzere çoğu nesnenin ısıyı yaydığı dalga boyu.
“Yerdeki kızılötesindeki bir şeyi ölçmeye çalışırsanız,” dedi Everett, “Sadece zemini göreceksiniz. Oda sıcaklığına yakın sıcaklıklarda, her şey kızılötede yayılıyor. ”
Bu nedenle, uzay aracı, bir uzay aracı için bir köpek konisi gibi bir şey görünen konsantrik koni şeklinde alüminyum kalkanlar tarafından serin tutan, hızlı bir eksi-350 derece Fahrenheit'te çalışacak.
Spherex, NASA'nın Kaşifler Programında, uzay bilimi araştırma sorularını araştırmak için 2021'de piyasaya sürülen 10 milyar dolarlık bir görev olan James Webb Uzay Teleskopu gibi amiral gemisi görevlerinden daha az iddialı bir ölçekte sık sık uçuş ve finansman fırsatları sunmak için tasarlanmış orta sınıf bir görevdir.
Görev ayrıca ilk galaksilerin bazılarının nasıl oluştuğunu ve yaşam için önemli moleküller taşıyan buzlu kozmik tozun gezegenlerde nasıl sonuçlandığını da araştıracak.
Spherex, güneş rüzgarını inceleyecek olan korona ve heliosferi birleştirmek veya yumruklamak için polarimetre olarak adlandırılan küçük sınıflı bir Explorers misyonunun yanına gidecek.