Die bevorstehende SPHEREx-Mission der NASA wird in der Lage sein, alle sechs Monate den gesamten Himmel zu scannen und eine unvergleichliche Karte des Weltraums zu erstellen. Der Start ist spätestens im April 2025 geplant. Es wird untersuchen, was in der ersten Sekunde nach dem Urknall passiert ist, wie sich Galaxien bilden und entwickeln, und die Prävalenz von Molekülen, die für die Entstehung von Leben entscheidend sind, wie etwa das Wasser, das in unserer Galaxie als Eis eingeschlossen ist. Um dieses Ziel zu erreichen, ist modernste Technologie erforderlich, und die NASA hat diesen Monat die endgültigen Pläne für alle Komponenten des Observatoriums genehmigt.
"Wir bewegen uns von der Arbeit mit Computermodellen zur Arbeit mit echter Ausrüstung", sagt Allen Farrington, SPHEREx-Projektmanager am Jet Propulsion Laboratory der NASA. — Das Design des Raumfahrzeugs wurde in seiner jetzigen Form genehmigt. Wir haben gezeigt, dass es bis in die kleinsten Details verkörpert werden kann. Jetzt können wir also wirklich damit beginnen, die Teile herzustellen und zusammenzusetzen.“
SPHEREx ist eine Abkürzung für Spectro-Photometer for the History of the Universe and Ices Explorer, d. h. Spektrophotometer zur Erforschung der Geschichte des Universums und des [Weltraum-]Eises. Der Name selbst weist auf zwei Forschungsrichtungen hin. Erstens ist es die Geschichte des Universums im Allgemeinen und seiner Galaxien. Zweitens ein Überblick über die kosmischen Reserven an Wasser und anderen Stoffen, ohne die die Existenz von Leben unmöglich ist.
Was kann uns SPHEREx über das Universum im Allgemeinen sagen? Zunächst wird es ein Spektrum von 490 Millionen Galaxien erhalten, mit dem die Entfernung zum Sternensystem bestimmt werden kann. Das heißt, diese Galaxien werden auf einer dreidimensionalen Karte dargestellt. Die dreidimensionale Verteilung der Galaxien ist geprägt von der Geschichte des Universums und den Gesetzmäßigkeiten seiner Entwicklung. Die von SPHEREx erstellte Karte wird sich besonders für die Untersuchung der kosmischen Inflation eignen. So heißt die hypothetische explosionsartige Ausdehnung der Raumzeit in den ersten Sekundenbruchteilen nach dem Urknall.
Das Universum dehnt sich auch jetzt noch aus, aber man geht davon aus, dass dieser Prozess unmittelbar nach dem Urknall in einem unglaublichen Tempo vor sich ging. Der gesamte derzeit beobachtbare Teil des Universums ist buchstäblich aus einer winzigen Region des Weltraums explodiert. In den ersten 10-35 Sekunden nach dem Urknall hat sich das Volumen dieser "Kugel" nach verschiedenen Schätzungen um das 1030-1080-fache erhöht. Man kann nicht sagen, dass alle Kosmologen der Inflationstheorie zustimmen. Aber es verbindet viele Eigenschaften des beobachteten Universums, die sonst schwer zu erklären sind.
Diese Theorie erklärt zum Beispiel, warum der Kosmos in großen Maßstäben so einheitlich ist. Alle ziemlich großen (Hundertmillionen bis Milliarden Lichtjahre) Regionen des Universums sind einander ähnlich wie zwei Wassertropfen. Beim Vergleich ihrer Größe mit der Lichtgeschwindigkeit (und weder Materie noch Strahlung werden schneller übertragen) mussten die Wissenschaftler zu dem Schluss kommen, dass jede dieser Regionen ihre eigene unabhängige Geschichte hatte.
Kosmologen haben lange darüber diskutiert, was die Inflation verursacht hat. Einer der Hypothesen zufolge war es die Geburt von Teilchen aus dem Vakuum (der Casimir-Effekt), die sich der Krümmung der Raumzeit überlagerten. Andere Modelle führen ein spezielles Feld ein, das für die Inflation verantwortlich ist – die Inflation. Andere verwenden mehrere Inflatons gleichzeitig. Die von SPHEREx zusammengestellten Galaxienverteilungskarten ermöglichen es Ihnen, sich für eine dieser Theorien zu entscheiden. Das hoffen zumindest Wissenschaftler.
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