|
Тайны первых мгновений существования Вселенной
|
|
|
|
11 марта НАСА запустило на орбиту новый космический телескоп, чтобы исследовать происхождение Вселенной. Миссия будет использовать сложное программное обеспечение, разработанное в лаборатории космологии Аризонского университета, чтобы проанализировать данные и помочь астрономам понять, что произошло в первую триллионную долю секунды после Большого взрыва.
|
|
|
|
SPHEREx — что означает "Спектрофотометр для истории Вселенной", "Эпоха реионизации" и "Исследователь льдов" - это миссия НАСА, которая будет использовать широкоугольный телескоп для сбора оптических и инфракрасных данных о более чем 450 миллионах галактик, а также о более чем 100 миллионах звезд в Млечном Пути, в течение двух лет. U of A является партнером миссии, наряду с Калифорнийским технологическим институтом, лабораторией реактивного движения, Ball Aerospace и Корейским институтом астрономии и космических наук, среди прочих.
|
|
|
|
Миссия преследует три цели. В пределах Млечного Пути она будет искать признаки наличия водяного льда — основного компонента в поисках жизни за пределами Земли. Она исследует происхождение и историю галактик, используя довольно новый метод, называемый картированием интенсивности. И это позволит исследовать глубокую раннюю историю самой Вселенной.
|
|
|
|
Исследователи SPHEREx заинтересованы в понимании того, что происходило в эпоху инфляции, когда Вселенная экспоненциально расширялась в течение первой доли секунды после своего рождения. В момент инфляции крошечные квантовые флуктуации — небольшие неоднородности — были вызваны быстрым расширением.
|
|
|
|
|
|
|
Это были зародыши ранней Вселенной, которые в конечном итоге привели к образованию галактик. Точные инфракрасные возможности SPHEREx позволят миссии измерить распределение галактик, чтобы понять нюансы, стоящие за этим инфляционным процессом.
|
|
|
|
Исследователи из космологической лаборатории Аризоны также интересуются тем, что невозможно увидеть. Галактики указывают на присутствие темной материи, которая, как считается, сыграла определенную роль в формировании галактик и эволюции Вселенной.
|
|
|
|
"Мы ищем следы", - сказал Тим Эйфлер, доцент астрономии в Калифорнийском университете в обсерватории Стюарда. "Галактики указывают на присутствие темной материи. Там, где много галактик, вероятно, много темной материи из-за силы тяжести".
|
|
|
|
SPHEREx уникален тем, что в течение своей двухлетней миссии он будет измерять все небо несколько раз.
|
|
|
|
"Мы надеемся увидеть отпечатки самой ранней Вселенной, создав самую большую 3D-карту галактик, которая когда-либо существовала", - сказала Элизабет Краузе, доцент кафедры астрономии и физики, которая возглавляет команду, участвующую в миссии.
|
|
|
|
Карта SPHEREx будет насчитывать миллионы и миллионы звезд и галактик. Краузе и ее команда из Аризонской космологической лаборатории сведут каталог галактик к нескольким сводным статистическим данным — необычайно тонко отлаженный процесс, который включает подсчет пар галактик в зависимости от их удаленности друг от друга.
|
|
|
|
Для этой миссии бывший аспирант университета Йосуке Кобаяши разработал сложную математическую модель, позволяющую точно определить необходимую информацию о галактиках и отбросить ненужную информацию. Чтобы использовать математические описания Кобаяши для SPHEREx, космологической лаборатории в Аризоне необходимо было перевести уравнения в код и разработать программное обеспечение, способное анализировать данные и строить точные модели Вселенной. Лаборатория обратилась к машинному обучению для ускорения разработки программного обеспечения.
|
|
|
|
По словам исследовательской группы, современная высокопроизводительная вычислительная система на базе кампуса делает возможным внедрение такого рода инноваций.
|
|
|
|
"Скорость вычислений всегда была узким местом при прогнозировании того, что мы видим во Вселенной", - сказал Эйфлер. "Мы обучаем нейронную сеть некоторым из этих уравнений, и когда мы позже проведем анализ, это будет намного, намного быстрее".
|
|
|
|
Как только SPHEREx окажется на орбите, начнется следующая глава работы в космологической лаборатории Аризоны: мы соберем обширный каталог данных и начнем строить космологические модели, которые помогут раскрыть то, что происходило на заре времен.
|
|
|
|
Источник
|
