Visata ne visada buvo tokia gerai apšviesta vieta. Dienomis prieš žvaigždžių ir galaktikų susiformavimą, ji turėjo savo tamsius amžius. Problema yra ta, kad per šį periodą per Visatą negalima matyti jokios matomos šviesos.
Dabar astronomų komanda, vadovaujama daktaro Benjamino McKinley iš Tarptautinio radijo astronomijos tyrimų centro (ICRAR) ir Curtino universiteto, naudoja Mėnulį, kad padėtų atrakinti šias paslaptis.
Visata turi savo istorinę laiko juostą, ir norint suprasti šiuos naujus tyrimus reikia pažvelgti į šią laiko juostą. Po Didžiojo sprogimo viskas susisuko, buvo maždaug 377 000 metų, kai daug kas neįvyko. Dar nebuvo susiformavusi žvaigždė, ir fotonams keliauti buvo tiesiog per karšta. Šis pirmasis laiko gabalas turi lengvai įsimenamą pavadinimą „Ankstyvoji visata“.
Maždaug po 377 000 metų ženklo Visata buvo pakankamai atvėsusi, kad tapo skaidri. Tuo metu Visatoje vyravo energetiniai vandenilio atomai. Jiems atvėsus, vandenilis išskiria fotonus. Šių laikų fotonai yra žinomi kaip kosminis mikrobangų fonas (CMB). CMB yra tarsi didelis to momento blyksnis, įspaustas kosmoso fone.
377 000 metų ženklas yra tas, kuriame prasidėjo tamsieji amžiai, ir tęsėsi iki maždaug 1 milijardo metų ženklo. Jis vadinamas tamsiaisiais amžiais, nes nebuvo žvaigždžių ir, be abejo, nebuvo žvaigždžių. Iš CMB atsirado šviesos, tačiau ji mums nenurodo, ką turime žinoti. Laimei, visas tas vandenilis, kuris atvėso ir paliko CMB astronomų tyrimui, dar nebuvo padarytas. Tie vandeniliai dabar buvo neutralūs, tačiau jie vis tiek išleido retkarčiais veikiantį fotoną, ir tie fotonai yra žinomi kaip 21 cm ilgio neutralaus vandenilio sukinio linija. Phew! Atsikvėpti.
Kuris mus įtraukė į šį naują tyrimą. Šis neutralus vandenilis yra daug tyrinėjamas, nes jis yra pats perspektyviausias kelias tiriant pirmas Visatos dienas. Problema ta, kad signalas yra labai silpnas ir jį užgožia kiti priešakyje esantys ryškūs astrofiziniai objektai. Priemonės, naudojamos matuojant tai, taip pat sukuria sisteminį poveikį, kurį reikia sumažinti. Ir būtent apie tai yra šis tyrimas.
Autoriai pabrėžia, kad tai yra pirmasis iš šio tyrimo dokumentų serijos. Mėnulio ir pieno kelio, atspindinčio jį, naudojimas yra tiksliai suderinto kalibravimo dalis, reikalinga norint nustatyti 21 cm ilgį. sukasi vandenilio linija arba tai, ką mes vadinsime šviesa iš ankstyvojo neutralaus vandenilio.
Dr McKinley ir kiti tyrinėtojai naudoja radijo teleskopą, vadinamą Murchison Widefield Array (MWA), esančiu ramioje radijo bangos dalyje Vakarų Australijos dykumoje. MWA yra interferometras, sudarytas iš 256 atskirų įrenginių, kurių plotas yra 6 kv. Km. Kiekvienoje iš šių 256 vietų yra 16 atskirų imtuvų, o visa sistema yra sujungta.
Tai, ką iš tikrųjų bando padaryti daktaras McKinley ir jo komanda, yra naudoti MWA, kad būtų „išgręžtas“ per Visatos ryškumą, kad matytųsi iš neutralaus vandenilio šviesą tamsiaisiais amžiais. Pirmiausia jie išgręžia Paukščių Tako ryškumą, paskui šviesą iš kitų galaktikų, paskui - CMB. Tikiuosi, kad po viso to, kas buvo atsiskaityta, neliks šviesos iš neutralaus vandenilio. Šis tyrimas yra jų bandymo izoliuoti šviesą nuo neutralaus vandenilio pradžia.
„Mes išmatuojome savo galaktikos vidutinio ryškumo vertę toje vietoje, kur Mėnulis ją užstoja, kad parodytume, kad technika veikia.“ - Dr. McKinley, ICRAR.
Šiame ankstyvajame eksperimente komanda išnaudojo „Murchison Widefield Array“ galimybes išmatuoti vidutinio dangaus ryškumo svyravimus. Jie tai padarė panaudodami Mėnulį, kad užstotų dangų. El. Laiške su „Space Magazine“ dr. McKinley paaiškino procesą. Taigi mes naudojame Mėnulį norėdami sukurti vidurkio svyravimus, įvesdami jį į savo regėjimo lauką, kad uždengtume dangų. Manome, kad žinome Mėnulio ryškumą (atsižvelgiant į jo temperatūrą) ir todėl galime nustatyti vidutinę dangaus temperatūrą. “
Problema ta, kad Mėnulis taip pat yra atspindintis kūnas. Visata gyva, kai radijo bangos rutuliojasi aplinkui, o Mėnulis atspindi kai kurias iš tų, įskaitant tas, kurios yra iš Paukščių Tako, kurias reikia atsiskaityti. Kaip sako daktaras McKinley: „Tačiau Mėnulio temperatūrą lemia ne tik jo temperatūra. Tai taip pat atspindi radijo bangas, įskaitant tas, kurios kyla iš Žemės, ir tas, kurios sklinda iš kosmoso. Štai kodėl aš turėjau modeliuoti Paukščių Taką, nukreipiantį nuo Mėnulio į teleskopą. Mes apskaičiuojame, koks atspindys turėtų būti pagrįstas Paukščių Tako modeliu, ir panaudojame tai savo analizei (atimdami jį iš Mėnulio ryškumo). “
Įspūdingas Paukščių Tako vaizdas, atsispindintis ne Mėnulyje, nėra tik gražus vaizdas. Tai yra savotiškas komandos matavimo metodų koncepcijos įrodymas. „Mes išmatuojome savo galaktikos vidutinio ryškumo vertę toje vietoje, kur Mėnulis ją užstoja, norėdami parodyti, kad ši technika veikia“, - sakė dr. McKinley „Space Magazine“.
Daktaras McKinley ir jo komanda tik tikisi, kad vaisinga tyrimo linija bus tik pradžioje. Jiems vis dar reikia patikslinti, kaip jie atsižvelgia į įgytas žinias ir foninius išmetamus teršalus, kad būtų galima atskirti ankstyvąsias vandenilio radijo emisijas. Bet jei jie galės, tada jie bus atidarę langą į nemandagią 21 cm ilgio neutraliojo vandenilio sukinio liniją. Ir jei jie gali tai pastebėti, jie tikisi atsakyti į keletą esminių klausimų apie Visatos istoriją.
- Tyrimo dokumentas: „Visuotinio 21 cm signalo matavimas naudojant MWA-I: patobulinti Galaktikos sinchrotrono fonų matavimai naudojant mėnulio okupuliaciją“
- ICRAR pranešimas spaudai: „Mėnulis padeda atskleisti Visatos paslaptis“
- Vikipedijos įrašas: Visatos chronologija
