26 செ.மீ ரேடியோ சிக்னல்களைக் கவனிப்பது, காஸ்மிக் ஹைட்ரஜனின் ஹைப்பர்ஃபைன் மாற்றத்தால் உருவானது, ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் ஆய்வுக்கு ஒரு மாற்று கருவியை வழங்குகிறது. குழந்தை பிரபஞ்சத்தின் நடுநிலை சகாப்தத்தைப் பொறுத்தவரை, எந்த ஒளியும் உமிழப்படாதபோது, 26 செமீ கோடுகள் ஒரு சாளரமாக இருக்கலாம். இருப்பினும், ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தில் காஸ்மிக் ஹைட்ரஜனால் வெளியிடப்பட்ட இந்த சிவப்பு மாற்றப்பட்ட ரேடியோ சிக்னல்கள் மிகவும் பலவீனமானவை மற்றும் இதுவரை மழுப்பலாக உள்ளன. 2018 ஆம் ஆண்டில், EDGE பரிசோதனையில் 26 செமீ சிக்னல்கள் கண்டறியப்பட்டதாக அறிவித்தது, ஆனால் கண்டுபிடிப்புகளை சுயாதீனமாக உறுதிப்படுத்த முடியவில்லை. முக்கிய பிரச்சினை கருவி முறையானது மற்றும் வானத்தில் இருந்து மற்ற சமிக்ஞைகளுடன் மாசுபடுதல். ரீச் சோதனையானது தடையை சமாளிக்க தனித்துவமான வழிமுறையைப் பயன்படுத்துவதாகும். எதிர்காலத்தில் இந்த மழுப்பலான சிக்னல்களை இந்த ஆராய்ச்சி குழு நம்பத்தகுந்த முறையில் கண்டறிய முடியும் என்று நம்பப்படுகிறது. வெற்றியடைந்தால், ரீச் சோதனையானது ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் ஆய்வில் '26 செ.மீ ரேடியோ வானியல்' முன்னணிக்கு கொண்டு வரலாம் மற்றும் ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் மர்மங்களை அவிழ்க்க எங்களுக்கு பெரிதும் உதவும்.
என்ற படிப்பு வரும்போது ஆரம்பகால பிரபஞ்சம், சமீபத்தில் தொடங்கப்பட்ட பெயர் ஜேம்ஸ் வெப் விண்வெளி தொலைநோக்கி (JWST) நம் மனதில் தோன்றும். ஜேடபிள்யூஎஸ்டி, மிகப் பெரிய வெற்றியின் வாரிசு ஹப்பிள் தொலைநோக்கி, ஒரு விண்வெளி அடிப்படையிலான அகச்சிவப்பு ஆய்வகமாகும், இது பிக் பேங்கிற்குப் பிறகு பிரபஞ்சத்தில் உருவான ஆரம்பகால நட்சத்திரங்கள் மற்றும் விண்மீன் திரள்களில் இருந்து ஒளியியல்/அகச்சிவப்பு சமிக்ஞைகளைப் பிடிக்க பொருத்தப்பட்டுள்ளது.1. இருப்பினும், நடுநிலை சகாப்தத்திலிருந்து சமிக்ஞைகளை எடுப்பதில் JWST சில வரம்புகளைக் கொண்டுள்ளது ஆரம்பகால பிரபஞ்சம் கவலை கொண்டுள்ளது.
அட்டவணை: பெருவெடிப்பிலிருந்து பிரபஞ்ச வரலாற்றில் சகாப்தங்கள்
(ஆதாரம்: அண்டவியல் தத்துவம் - 21 செ.மீ. பின்புலம். கிடைக்கிறது http://philosophy-of-cosmology.ox.ac.uk/images/21-cm-background.jpg)
பெருவெடிப்புக்கு 380 கிலோ ஆண்டுகளுக்குப் பிறகு, பிரபஞ்சம் அயனியாக்கம் செய்யப்பட்ட வாயுவால் நிரப்பப்பட்டது மற்றும் முற்றிலும் ஒளிபுகா நிலையில் இருந்தது. 380k - 400 மில்லியன் ஆண்டுகளுக்கு இடையில், பிரபஞ்சம் நடுநிலை மற்றும் வெளிப்படையானதாக மாறிவிட்டது. பெருவெடிப்பிற்குப் பிறகு 400 மில்லியனைத் தொடங்கி இந்த கட்டத்திற்குப் பிறகு மறுஅயனியாக்கம் சகாப்தம் தொடங்கியது.
ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் நடுநிலை சகாப்தத்தின் போது, பிரபஞ்சம் நடுநிலை வாயுக்களால் நிரப்பப்பட்டு வெளிப்படையானதாக இருந்தபோது, எந்த ஒளியியல் சமிக்ஞையும் வெளியிடப்படவில்லை (எனவே இருண்ட வயது என்று அழைக்கப்படுகிறது). ஒன்றிணைக்கப்பட்ட பொருள் ஒளியை வெளியிடுவதில்லை. நடுநிலை சகாப்தத்தின் ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் ஆய்வில் இது ஒரு சவாலாக உள்ளது. இருப்பினும், இந்த சகாப்தத்தில் குளிர்ந்த, நடுநிலையான காஸ்மிக் ஹைட்ரஜனால் உமிழப்படும் 21 செ.மீ அலைநீளத்தின் (1420 மெகா ஹெர்ட்ஸ்) நுண்ணலை கதிர்வீச்சு, ஹைப்பர்ஃபைன் மாற்றத்தின் விளைவாக (பேராலல் ஸ்பின் முதல் நிலையான ஆண்டி-பேரலல் ஸ்பின் வரை) ஆராய்ச்சியாளர்களுக்கு வாய்ப்புகளை வழங்குகிறது. இந்த 21 செமீ மைக்ரோவேவ் கதிர்வீச்சு பூமியை அடையும் போது சிவப்பு மாற்றப்பட்டு 200 மெகா ஹெர்ட்ஸ் முதல் 10 மெகா ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்களில் ரேடியோ அலைகளாக கவனிக்கப்படும்.2,3.
21 செமீ ரேடியோ வானியல்: 21-சென்டிமீட்டர் காஸ்மிக் ஹைட்ரஜன் சிக்னல்களைக் கவனிப்பது ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் ஆய்வுக்கு மாற்று அணுகுமுறையை வழங்குகிறது, குறிப்பாக எந்த ஒளி உமிழ்வு இல்லாத நடுநிலை சகாப்த கட்டம். இது காலப்போக்கில் பொருளின் பரவல், இருண்ட ஆற்றல், இருண்ட பொருள், நியூட்ரினோ வெகுஜனங்கள் மற்றும் பணவீக்கம் போன்ற புதிய இயற்பியலைப் பற்றியும் நமக்குத் தெரிவிக்கும்.2.
இருப்பினும், பிரபஞ்சத்தின் ஆரம்ப கட்டத்தில் காஸ்மிக் ஹைட்ரஜனால் உமிழப்படும் 21-செமீ சமிக்ஞைகள் மழுப்பலாக உள்ளன. இது மிகவும் பலவீனமாக இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது (வானிலிருந்து வெளிப்படும் மற்ற ரேடியோ சிக்னல்களை விட சுமார் நூறாயிரம் மடங்கு பலவீனம்). இதன் விளைவாக, இந்த அணுகுமுறை இன்னும் குழந்தை பருவத்தில் உள்ளது.
2018 ஆம் ஆண்டில், 78 மெகா ஹெர்ட்ஸ் அதிர்வெண்ணில் அத்தகைய ரேடியோ சிக்னலைக் கண்டறிவதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் தெரிவித்தனர், அதன் சுயவிவரம் முதன்மையான காஸ்மிக் ஹைட்ரஜனால் உமிழப்படும் 21-சென்டிமீட்டர் சமிக்ஞைக்கான எதிர்பார்ப்புகளுடன் பெரும்பாலும் ஒத்துப்போகிறது.4. ஆனால் இந்த ஆரம்பகால 21 செ.மீ ரேடியோ சிக்னலைக் கண்டறிவதை சுயாதீனமாக உறுதிப்படுத்த முடியவில்லை, எனவே சோதனையின் நம்பகத்தன்மையை இதுவரை நிறுவ முடியவில்லை. முன்னணி ரேடியோ சிக்னல்களால் மாசுபடுவது முக்கிய பிரச்சினையாகத் தெரிகிறது.
சமீபத்திய மைல்கல் 21 ஜூலை 2022 அன்று காஸ்மிக் ஹைட்ரஜன் (ரீச்) பகுப்பாய்விற்கான ரேடியோ பரிசோதனை அறிக்கை. இந்த பலவீனமான மழுப்பலான காஸ்மிக் ரேடியோ சிக்னல்களைக் கண்டறிய ரீச் புதிய சோதனை அணுகுமுறையைப் பயன்படுத்தும், இதனால் 21-சென்டிமீட்டர் காஸ்மிக் சிக்னல்களை உறுதிப்படுத்துவதற்கான புதிய நம்பிக்கையை அளிக்கிறது.
காஸ்மிக் ஹைட்ரஜனின் பகுப்பாய்விற்கான ரேடியோ பரிசோதனை (ரீச்) என்பது வானத்தில் சராசரியாக 21 செ.மீ. தரவுகளில் மீதமுள்ள முறையான சமிக்ஞைகள் தொடர்பான கருவிகள் எதிர்கொள்ளும் சிக்கல்களை நிர்வகிப்பதன் மூலம் அவதானிப்புகளை மேம்படுத்துவதை இது நோக்கமாகக் கொண்டுள்ளது. இது பேய்சியன் புள்ளிவிபரங்களைப் பயன்படுத்தி, முன்புறங்கள் மற்றும் அண்டவியல் சமிக்ஞையுடன் கூடிய அமைப்புமுறைகளைக் கண்டறிந்து கூட்டாக விளக்குவதில் கவனம் செலுத்துகிறது. சோதனையானது இரண்டு வெவ்வேறு ஆண்டெனாக்கள், அல்ட்ரா-வைட்பேண்ட் சிஸ்டம் (ரெட்ஷிஃப்ட் வரம்பு சுமார் 7.5 முதல் 28 வரை) மற்றும் புலத்தில் அளவீடுகளின் அடிப்படையில் ரிசீவர் கேலிபிரேட்டருடன் ஒரே நேரத்தில் கண்காணிப்புகளை உள்ளடக்கியது.
ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தைப் பற்றிய ஆய்வு மற்றும் புதிய அடிப்படை இயற்பியலை அறிமுகப்படுத்துவதற்கான சாத்தியக்கூறுகள் ஆகியவற்றிற்கான சிறந்த கருவிகளில் ஒன்றாக (மற்றும் ஜேம்ஸ் வெப் போன்ற விண்வெளி அடிப்படையிலான கண்காணிப்பு நிலையங்களுக்கு மிகவும் செலவு குறைந்ததாக இருக்கும்) இந்த வளர்ச்சி குறிப்பிடத்தக்கது.
***
குறிப்புகள்:
- பிரசாத் யு., 2021. ஜேம்ஸ் வெப் ஸ்பேஸ் டெலஸ்கோப் (JWST): ஆரம்பகால பிரபஞ்சத்தின் ஆய்வுக்காக அர்ப்பணிக்கப்பட்ட முதல் விண்வெளி ஆய்வுக்கூடம். அறிவியல் ஐரோப்பிய. 6 நவம்பர் 2021 அன்று வெளியிடப்பட்டது. இங்கு கிடைக்கிறது http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/james-webb-space-telescope-jwst-the-first-space-observatory-dedicated-to-the-study-of-early-universe/
- பிரிட்சார்ட் ஜேஏ மற்றும் லோப் ஏ., 2012. 21 ஆம் நூற்றாண்டில் 21 செ.மீ அண்டவியல். இயற்பியலில் முன்னேற்றம் பற்றிய அறிக்கைகள் 75 086901. கிடைக்கும் https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/75/8/086901. arXiv இல் ப்ரீ பிரிண்ட் கிடைக்கிறது https://arxiv.org/abs/1109.6012 pdf பதிப்பு https://arxiv.org/pdf/1109.6012.pdf
- ஆக்ஸ்போர்டு பல்கலைக்கழகம். அண்டவியல் தத்துவம் - 21 செமீ பின்னணி. இல் கிடைக்கும் http://philosophy-of-cosmology.ox.ac.uk/21cm-background.html
- போமன், ஜே., ரோஜர்ஸ், ஏ., மோன்சால்வ், ஆர். மற்றும் பலர். வானத்தின் சராசரி நிறமாலையில் 78 மெகாஹெர்ட்ஸை மையமாகக் கொண்ட ஒரு உறிஞ்சுதல் சுயவிவரம். நேச்சர் 555, 67–70 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25792
- டி லெரா அசிடோ, ஈ., டி வில்லியர்ஸ், டிஐஎல், ரஸாவி-கோட்ஸ், என். மற்றும் பலர். ரெட்ஷிஃப்ட் z ≈ 21–7.5 இலிருந்து 28-செமீ ஹைட்ரஜன் சிக்னலைக் கண்டறிவதற்கான ரீச் ரேடியோமீட்டர். நாட் ஆஸ்ட்ரோன் (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01709-9
- Eloy de Lera Acedo 2022. ரீச் ரேடியோமீட்டர் மூலம் குழந்தை பிரபஞ்சத்தின் மர்மங்களை வெளிப்படுத்துதல். ஆன்லைனில் கிடைக்கும் https://astronomycommunity.nature.com/posts/u
***
