Lad os tale om SPHEREx: Missionen for at finde universets oprindelse

Når det kommer til oprindelseshistorier, har vores univers en god en. Den bredt accepterede teori er, at det synlige univers var mellem 12 og 14 milliarder år siden størrelsen af ​​en drue.

Så med en bang, det eksponentielt ekspansivt udvidet fra en varm tæt tilstand til vores store kosmos. Mens ideen om big bang er blevet generelt accepteret siden 1980, har vi stadig ikke en ide om, hvordan denne massive inflation faktisk skete.

Det er her, hvor SPHEREx-missionen kommer ind. I sidste uge annoncerede NASA et nyt projekt, der hævder den episke titel: Spectro-Photometer for universums historie, epok af reionisering og Ices Explorer.

SPHEREx en forfølgelse på $ 242 millioner, der vil starte i 2023. I to år vil cirkulationsformet observatorium cirkulere jorden i en omløb to gange så høj som den internationale rumstation. Det er en mission designet til at løse tre vigtige spørgsmål, herunder: Hvad er universets oprindelse?

"SPHEREx vil sonde inflationen, den hurtige udvidelse af rummet, der menes at have fundet sted efter Big Bang", fortæller hovedforsker James Bock of Caltech Inverse. Bock forklarer, at i tillæg til at ekspandere universet hurtigt, producerer inflationen "variationer i tæthed, der til sidst går til frøet de steder, hvor galakser dannes."

Fordelingen af ​​galakser i dag er følsom over for inflationsegenskaberne. For at bestemme arten af ​​disse variationer, vil Bock og teamet gøre hvad andre udforskere har gjort før dem - lav et kort.

SPHEREx er designet til at undersøge hele himmelen fire gange, i processen indsamle data på 300 millioner galakser samt mere end 100 millioner stjerner i 96 spektrale farver. Observatoriet tager også billeder i infrarød elektromagnetisk stråling, der er usynlig for det menneskelige øje. Infrarødt lys kan måles som varmen, der kommer ud af en genstand. Til gengæld ser dette projekt på universets varme.

Allen Farrington, projektleder for SPHEREx, forklarer Inverse at kortet vil indeholde alt det indkommende lys i universet så langt som 10 milliarder år siden. Målet er at undersøge de strukturer, som dette kort af lys vil afsløre, ideen er at vi kan fortælle noget om, hvordan universet blev skabt af de former, der opstår.

"I denne type kort ser vi ikke nødvendigvis på enkelte galakser, men lysets tråde, der er overalt," siger Farrington. "Du kan tænke på billeder af Jorden fra rummet om natten, hvor du kan se omridserne af motorveje."

Forskere vil bruge disse kort til målrettede undersøgelser: Gennemgang af galakseformationens historie over kosmisk tid spiller rollen interstellære iser i stjernen og planetformationen, og undersøger inflationsprocessen under universets fødsel.

Fordi SPHEREx er kortlægning i infrarød, måler galaksenes fordeling ved at notere deres positioner og redshifts. Farrington forklarer, at når vi overvejer universet at udvide, bør vi tænke på det mindre som ting kører væk fra hinanden, og mere som rummet bliver større og større.

"Når det sker, når lyset udsendes fra en anden galakse, afhængigt af hvor langt det er, bliver dets lys rystet," siger Farrington. "Med andre ord kom lyset ud af en stjerne med en vis frekvens. Jo længere væk er det, den røde det bliver."

Håbet er, at forskellige redshift værdier vil afsløre det langvarige mønster i universet. Nogle teorier siger, at da universet sprang ud, forlod de mekanismer, der kørte, derefter et aftryksmønster, der kunne se ud som svamp eller strenghed af bomulds candy.

"Hvis det er som en kugle af bomulds slik, så er der masser af små tråde og strygere," siger Farrington. "Fra nu af kan vi fortælle fra undersøgelser, at universets struktur ser lidt tilfældigt ud. Men matematisk ved vi bare ikke hvor tilfældigt det er. Den matematiske tilfældighed er, hvad der kan fortælle os, om universet er udvidet på grund af en mekanisme eller en anden."

Det er en mission designet til hurtigt og i rumforskningsverdenen at forklare billigt de første øjeblikke i universernes historie - og en elegant udforskning af fortiden og komplimentere flere fremtidssynede missioner som rejsen til Mars.

Linda Sparke, Astrophysics Explorers Programforsker ved NASA, fortæller Inverse at opgaven er rigtig for Explorer-programmet, fordi det kan være relativt hurtigt, men "leverer en stor mængde videnskab", som til sidst hjælper med at afsløre, hvordan galakser, stjerner og planeter kom til at være som de er.

"Vi ser på begyndelsen at finde ud af, hvorfor tingene er nu, som vi ser dem," forklarer Sparke. "At se på universets tidlige historie er en måde at teste vores ideer om, hvordan galakserne dannes, hvorfor mørk energi skubber dem fra hinanden og andre ting, som vi endnu ikke forstår. NASA handler om udforskning, og der er ingen større skala at udforske end hele kosmos!"

For Farrington er det også en mulighed for at arbejde med et utrolig team, samtidig med at det påvirker rumforskningens historie.

"Jeg har arbejdet på forskellige missioner i Jet Propulsion Laboratory i de sidste 20 år, i de år har jeg set mine børn bringe hjem science bøger fra skolen med oplysninger om missioner, jeg har arbejdet på," siger Farrington. "Der er ikke noget køligere end det, når du tror, wow, jeg gør noget for fremskridt i viden.

I de næste fire år vil teamet bygge og teste SPHEREx. I 2025 vil de sidste data komme igennem, og vil blive stillet til rådighed for enhver videnskabsmand, der ønsker at undersøge den massive trove af data. Derefter finder vi svar på universets mysterier - såvel som nye spørgsmål, der vil skubbe grænserne for hvad det betyder for os at eksistere.