望遠鏡の写真は、天体について私たちにたくさんのことを教えてくれます。天体の位置、それらがどれほど鮮やかか、それらがどれほど巨大で、その形状などの属性の中で見つけられる可能性があります. しかし、これらの写真は 2 次元であり、天体物理学者は、拡大を続ける宇宙で物体が地球からどれだけ離れているかを測定するためのさまざまなツールを求めています。
そのツールが分光学です。
「分光ファイルは深みを加えます」と、ミシガン大学の物理学助教授である Marcelle Soares-Santos は言います。 「これは、3D 計画に影響を与えることができるため、悲しい活力、悲しい話題、インフレの物理学に関連する謎を明らかにするために手に入れた多くの最初の手段の 1 つです。」
分光法すべての人のトピックが穏やかに発するという現実に依存し、さまざまな素材が、その構成、温度、および循環に関するさまざまな穏やかな計算を発します。
残念ながら、これはあなたが心に留めることができるハンサムなプレゼントではありません。 光の完全な範囲は、「より青く」、より短い波長を持つガンマ線から、「より赤く」、より高い波長を持つ別の近くの電波にまで及びます。 この違いのほんのわずかなスライバーが、目に見える優しいおなじみの虹を構成します。
分光法では、発光スペクトルは、物体が発する波長または色を表します。 天体物理学者は、有名人や銀河に相当する存在する物体の発光スペクトルを把握するために、回折格子と呼ばれるプリズム崇拝ツールを望遠鏡に接続します。 加工された写真を撮る交換として、回折格子は、ターゲットによって放出された光を構成色に分解します。
得られたスペクトルは、物体の組成と温度を把握するのに弱い場合があります。 また、地球から物体までの距離を把握するためにも重要です。
2、3 年以上にわたり、宇宙論者は分光学を利用して、悲しい話題や悲しい活力に関連する問題を分析していました。 科学者たちは、現在のスノーマスの過度の活力の物理学の近隣計画ルートを通じて、星への到達を延ばす可能性のある優れたユニークな分光器について議論しました.
Sandbox Studio、シカゴ、アリエル・デイビスによるイラスト
赤く見える
宇宙が成長しているので、セレブやギャラクシーバッグが放つ穏やかな波長は、地球に向かって引き裂かれるように伸びました。 これにより、オブジェクトの全発光スペクトルが、穏やかなスペクトルの「より赤い」近くにシフトします。 一方、地球に近い同一の星や銀河とは対照的に、スペクトルのサンプルは同じままです。
スペクトルが衝突する量は、地球からの距離の尺度として機能するその赤方偏移として識別されます。
「赤方偏移がなければ、距離に関連するファイルを所有することはできません」と、ミシガン大学の物理学教授、Dragan Huterer は言います。
天体の赤方偏移が高いほど、地球から遠く離れています。 ジェントルが移動した余分なものは、放出された開始点にずっと前にジェントルがあった.カリフォルニア大学アーバイン校の物理学と天文学の学長教授であるティム・テイトは、次のように述べています。 「分光ファイルを測定することで、人々は、宇宙が何十億年も進化してきた能力について、事実の正確なタイムラインを作成するためのスペースにいる.悲しい活力と悲しい話題の。
1998 年、科学者たちは宇宙が加速的に成長しているという偶然を発見しました。 彼らは、このエスカレートする膨張の原因となる現象を「悲しい活力」と名付けました。これは、宇宙のあるレベルで均等に展開されるという信念です.
同じ題名ですが、悲しい話題は別の発明を持っていると思われます。 科学者は「悲しいトピック」と名付けました。この目に見えないものは塊になり、周りの小さなものすべてに引力を及ぼし、トピックをバラバラにするのではなく、まとめて集めます.
Based科学者たちは、悲しい話題と悲しい活力を完全に信じることに基づいて、銀河が宇宙内でどのように分配されることを望んでいるかについて予測を立てています。 分光法が提供する 3D 描写により、彼らは現実に対する予測を確認することができます。過去80億年に達する93万個の銀河。
「スローンは、私たちが宇宙を見る能力を改造しました」とテイトは言います。 「私たちは宇宙を再構築し、悲しい話題と悲しい活力についての問題を理解するための空間にいました。そうでなければ、学ぶために空間にいたくないと思います。」
SDSS によってマッピングされた銀河は、銀河分布の長期にわたる予測と一致しました。 予測が実際と一致していることを示すことで、SDSS は悲しい話題と悲しい活力の両方が存在するケースを強化しました。
一方、詳細な物理を調べるためには、より多くの分光ファイルが必要です。 そしてそれを実現するために、天体物理学者はより感度の高い機器を使い果たさなければなりません。
アリゾナ州では、2021 年にファイルの収集を開始したシャドー エネルギー分光装置 (DESI) が、SDSS よりもさらに進んで宇宙の 3D マップを作成しており、以前の 110 億年に達し、35 をマッピングしています。百万の銀河。
分光スキルの等級向上のこの公開は、望遠鏡の寸法と有効性を長くすることによって行われます。 SDSS の望遠鏡は以前は直径 2.5 メートルで、空で一度に 640 ～ 1,000 個のターゲットに遭遇できましたが、DESI の望遠鏡は 4 メートルで、一度に 5,000 個のターゲットに遭遇する可能性があります。
SDSS と比較すると、DESI の望遠鏡は、おそらく地球からはるかに離れた天体を観察するための空間にある可能性があり、空の中で他のすべての銀河に近い可能性がある銀河のスペクトルを取得することができます。
悲しい話題と悲しい活力の物理学に関するさまざまな理論が、さまざまな銀河の分布を予測しているため、宇宙のこれらのより詳細な 3D マップは、それらの特性に関する理論をより公平に、静かに改良する可能性があります。 「これは、DESI と将来の実験を十分に念頭に置くことができるということで、おそらく公平かもしれません」と Soares-Santos は言います。
未来はさらに引きずられるアシスト
DESI の能力を超える分光器の作業中には、同じような提案がたくさんあります。 これらの提案されたイニシアチブは、「ステージ 5」分光施設として識別されるものを組み立てるために、DESI よりもさらに包括的な宇宙の 3D マップを作成し、120 億年を支援します。
「私たちはできる限り問題を解決したいと考えています」と、ピッツバーグ大学の物理学と天文学の教授である Jeffrey Newman は言います。銀河は進化し、宇宙が成長したデバイスです。
DESI の作業を継続して、悲しい話題と悲しい活力の身体的特性に関する理論的信念を絞り込むことに加えて、ステージ 5 の施設は、物理学への洞察を解放します。宇宙インフレーションに焦点を当てたギガンティックバン。
インフレーションは、ギガンティック バンの後の 2 日間の少しの間隔で、宇宙の膨張料金が劇的に上昇しました。これは、原子よりも小さいサイズからビー玉のサイズに関連するサイズにまで成長したためです。 その後、この膨張は遅くなり、およそ 75 億年前の悲しい活力に起因して加速しました。 天体物理学者は、宇宙のインフレーションの指紋を見たいと思っていますが、DESI が提示するよりもさらに多くのファイルが必要になるだろうと大声で制定したいと考えています。
「ギガンティック バンから 2 日間の一部で何が起こったのかを研究することは、もはや容易ではありません」とニューマンは言います。 「宇宙は最初の数十万年間不透明だったので、それ以降は穏やかなものを見ることはできません。 私たちの希望は、ステージ 5 施設から宇宙の地図に遭遇することによって、これらのインフレーションの指紋を見ることです。 明示的には、インフレが停止したデバイスを知りたいと考えています。 突然止まったのですか、それとも徐々に止まったのですか？」
さまざまなインフレーション理論が、さまざまな種類の指紋を予測しており、第 5 段階の施設が測定対象の空間にある可能性があります。 彼らは同じ轟音を目にするでしょうが、これらの提案されたイニシアチブは、規模、バッグ、プット、料金、およびタイムスケールが異なります.
提案された施設の 1 つであるマウナケア分光探査機は、現在ハワイにある望遠鏡を直径 11 ～ 13 メートルのブランド独自の望遠鏡に置き換えるものです。 マウナケアは北半球にあるが、他の 2 つの第 5 段階の施設、MegaMapper とヨーロッパ南天天文台 SpecTel は、南半球のチリにある可能性が高い。 SpecTel の望遠鏡は当面 10 ～ 12 メートルと予測されていますが、MegaMapper の望遠鏡は直径 6.5 メートルで 3 つのうちで最も小さい可能性があります。
「同じプロットでこれらの多くのさまざまな提案があるのは興味深いことです.それを行う方法を念頭に置いてください」とSoares-Santos氏は言います。 「いわゆる宇宙の最前線では、目の前にある科学的疑問は非常に膨大であり、2 つの実験でそれらを解決する必要があります。」
