ビッグバンの後に何が起こったのか?数理理論で答えようとするこの科学者

ジャカルタ - 天文学者は、最初の星や銀河からの光を検出できるように、初期宇宙の霧を通して「見る」新しい方法を見つけました。

これらの天体の誕生を観測することは、ビッグバン後の空隙から今日、または138億年後に観測される複雑な宇宙まで、宇宙がどのように進化したかを説明するのに役立つため、科学者の長年の目標でした。これは、新しいジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡によって委託されたものです。

しかし、ウェッブが赤外線で波長を見る一方で、地球ベースの次世代SKA(平方キロメートルアレイ)望遠鏡は、この10年の終わりまでに完成する予定で、電波を介して初期宇宙を研究する予定です。

今日の電波望遠鏡にとっての課題は、光をうまく吸収するため視界を遮る厚い水素雲を通して星の宇宙論的信号を検出することです。

他の無線信号からの歪みも邪魔になる可能性があり、これは現代の電波宇宙論が直面している極端な課題の1つと考えられています。

例えば、天文学者が検出しようとしている遠くの銀河からの信号は、私たち自身の銀河からの信号よりも約100.000倍弱いです。

しかし、ケンブリッジ大学が率いる研究者は、古代の雲や他の空のノイズ信号を見抜くことを可能にする数学を使った新しい方法論を開発しました。

したがって、電波望遠鏡によってもたらされる歪みの有害な影響を避けることができます。

REACH(宇宙水素分析のための電波実験)実験の一部である彼らのアイデアは、天文学者が深い影の霧を見て風景を推測するのと同じように、水素雲との相互作用を通して最も初期の星を観察することを可能にするでしょう。

宇宙の発展におけるこの重要な、未踏の時間を見ている電波望遠鏡からの観測の質と信頼性を向上させることが期待されています。REACHからの最初の観測は、今年後半に予定されています。

「最初の星が形成された頃には、宇宙はほとんど空っぽで、ほとんどが水素とヘリウムで構成されていました」と、ケンブリッジのキャベンディッシュ研究所のエロイ・デ・レラ・アセド博士は、デイリー・メールが引用したように述べています。

「重力のために、元素は最終的に一緒になり、条件は最初の星を形成した核融合にちょうど良かった」と彼は付け加えた。

「しかし、それらは中性水素と呼ばれる雲に囲まれており、光を非常によく吸収するため、雲の後ろの光を直接検出または観察することは困難です。

2018年、別の研究グループがこの最古の光の検出の可能性を示唆する結果を発表したが、天文学者はそれを繰り返すことができず、元の結果は使用された望遠鏡からの干渉によって引き起こされた可能性があると信じ込ませた。

「元の結果は、水素ガスの温度のために、新しい物理学を説明する必要があり、それは宇宙についての現在の理解よりもはるかに寒いはずです」とde Lera Acedo博士は言いました。

「前回の実験で見つかった信号が本当に最初の星から来たことを確認できれば、その影響は莫大なものになるでしょう」と彼は付け加えた。

宇宙の夜明けと呼ばれるこの宇宙の発展期を研究するために、天文学者は初期の宇宙の水素からの電磁放射の兆候である21センチメートルの線を使用しました。

彼らは、水素からの放射線と水素霧の背後にある放射線とのコントラストを測定する無線信号を探しました。

de Lera Acedo博士と彼の同僚によって開発された方法論は、ベイズ統計を使用して、望遠鏡からの干渉と空からの一般的なノイズの存在下で宇宙論的信号を検出し、信号を分離できるようにします。