Tähtitieteilijät huomasivat vain kaukaisimman tähden. Kuinka paljon kauempana ajassa voisimme nähdä?

Hubble-avaruusteleskooppi on havainnut kaukaisin koskaan nähty tähti: Earendel, tarkoittaa aamutähti. Vaikka Earendel on 50 kertaa auringon massa ja miljoonia kertoja kirkkaampi, emme normaalisti voisi nähdä sitä. Voimme nähdä sen, koska tähti on kohdistettu sen edessä olevaan suureen galaksijoukkoon, jonka painovoima taivuttaa tähdestä tulevaa valoa tehdäkseen siitä kirkkaamman ja keskittyneemmän, mikä luo olennaisesti linssin.

Tähtitieteilijät näkevät syvään menneisyyteen, kun katsomme kaukaisia ​​kohteita. Valo kulkee vakionopeudella (3×10⁸ metriä sekunnissa), joten mitä kauempana kohde on, sitä kauemmin valon saavuttaminen kestää. Kun valo saavuttaa meidät hyvin kaukaisista tähdistä, katselemamme valo voi olla miljardeja vuosia vanha. Tarkastelemme siis menneisyydessä tapahtuneita tapahtumia.

Kun tarkkailemme tähden valoa, katsomme valoa, joka säteili tähdestä 12.9 miljardia vuotta sitten; kutsumme tätä katseluajaksi. Se on vain 900 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Mutta koska universumi on myös laajentunut nopeasti sen ajan kuluessa, jonka kuluessa tämä valo saavutti meidät, Earendel on nyt 28 miljardin valovuoden päässä meistä.

Nyt kun Hubblen seuraaja, James Webb avaruusteleskooppi (JWST), on paikallaan se saattaa pystyä havaitsemaan jopa aikaisempia tähtiä, vaikka niitä ei ehkä ole monia, jotka ovat kauniisti kohdistettuina muodostamaan "gravitaatiolinssin", jotta voimme nähdä sen.

Nähdäkseen ajassa kauemmaksi, esineiden on oltava erittäin kirkkaita. Ja kauimpana näkemämme esineet ovat massiivisimpia ja kirkkaimpia galakseja. Kirkkaimmat galaksit ovat ne galaksit, joissa on kvasaarit – valovoimaiset objektit, joiden uskotaan saavan voimansa supermassiiviset mustat aukot-heissä.

Ennen vuotta 1998 kauimpana havaitut kvasaarigalaksit olivat noin 12.6 miljardia vuotta. Hubble-avaruusteleskoopin parannettu resoluutio lisäsi katseluaikaa 13.4 miljardiin vuoteen, ja JWST:n avulla odotamme parantavan tätä mahdollisesti 13.55 miljardiin vuoteen. galaksit ja tähdet.

Tähdet alkoivat muodostua muutama sata miljoonaa vuotta sen jälkeen Alkuräjähdys, aikana, jota kutsumme kosminen aamunkoitto. Haluaisimme nähdä tähdet kosmisessa aamunkoitteessa, koska tämä voisi vahvistaa teoriamme maailmankaikkeuden ja galaksien muodostumisesta. Tutkimukset kuitenkin viittaavat siihen, että emme ehkä koskaan pysty näkemään kaukaisimpia kohteita kaukoputkella niin yksityiskohtaisesti kuin haluamme – maailmankaikkeutta. voi olla perustavanlaatuinen resoluutioraja.

Miksi katsoa taaksepäin?

Yksi JWST:n päätavoitteista on tietää, miltä varhainen maailmankaikkeus näytti ja milloin varhaiset tähdet ja galaksit muodostuivat, joiden arvellaan olevan 100–250 miljoonaa vuotta alkuräjähdyksen jälkeen. Ja onneksi voimme saada vihjeitä tästä katsomalla vielä pidemmälle kuin Hubble tai JWST pystyvät hallitsemaan.

Voimme nähdä valoa 13.8 miljardin vuoden takaa, vaikka se ei ole tähtivaloa – silloin ei ollut tähtiä. Kauimpana näkemämme valo on kosminen mikroaaltouuni tausta (CMB), joka on alkuräjähdyksestä jäljelle jäänyt valo, joka muodostui vain 380,000 XNUMX vuotta kosmisen syntymämme jälkeen.

Universumi ennen CMB:n muodostumista sisälsi varautuneita hiukkasia positiivisista protoneista (jotka muodostavat nyt atomiytimen yhdessä neutronien kanssa) ja negatiivisia elektroneja ja valoa. Varautuneet hiukkaset hajoittivat valoa, mikä teki maailmankaikkeudesta sumuisen keiton. Kun universumi laajeni, se jäähtyi, kunnes lopulta elektronit yhdistyivät protonien kanssa muodostaen atomeja.

Toisin kuin hiukkaskeitossa, atomeissa ei ollut varausta, joten valo ei enää hajautunut ja pystyi liikkumaan universumin läpi suoraviivaisesti. Tämä valo on jatkanut matkaansa maailmankaikkeuden halki, kunnes se saavuttaa meidät tänään. Valon aallonpituus pidentyi universumin laajentuessa, ja tällä hetkellä näemme sen mikroaaltoina. Tämä valo on CMB ja se voidaan nähdä tasaisesti kaikissa pisteissä taivaalla. CMB on kaikkialla universumissa.

CMB-valo on kauimpana ajassa taaksepäin, jonka olemme nähneet, emmekä voi nähdä valoa aikaisemmista ajoista, koska se valo oli hajallaan ja universumi oli läpinäkymätön.

On kuitenkin mahdollista, että voimme jonakin päivänä nähdä jopa CMB:n pidemmälle. Tätä varten emme voi käyttää valoa. Meidän tulee käyttää gravitaation aallot. Nämä ovat aaltoja itse aika-avaruuskudoksessa. Jos niitä muodostui varhaisen maailmankaikkeuden sumussa, ne voivat mahdollisesti saavuttaa meidät tänään.

Vuonna 2015 gravitaatioaallot havaittiin kahden mustan aukon yhdistämisestä LIGO-ilmaisimen avulla. Ehkä seuraava sukupolvi avaruudessa sijaitseva gravitaatioaallon ilmaisin– kuten Esan kaukoputki Lisa, jonka on määrä laukaista laukaisussa vuonna 2037 – pystyy näkemään hyvin varhaiseen universumiin ennen kuin CMB muodostui 13.8 miljardia vuotta sitten.

Tämä artikkeli julkaistaan ​​uudelleen Conversation Creative Commons -lisenssin alla. Lue alkuperäinen artikkeli.

Kuvan luotto: Hubblen näkemys Earendelistä. Tiede: NASA, ESA, Brian Welch (JHU), Dan Coe (STScI); Kuvankäsittely: NASA, ESA, Alyssa Pagan (STScI)

• Coinsmart. Euroopan paras Bitcoin- ja kryptopörssi.
• Platoblockchain. Web3 Metaverse Intelligence. Tietoa laajennettu. VAPAA PÄÄSY.
• CryptoHawk. Altcoinin tutka. Ilmainen kokeilu.
• Lähde: https://singularityhub.com/2022/04/07/scientists-just-spotted-the-most-distant-star-yet-how-much-further-back-in-time-could-we-see/