El telescopio espacial romano Nancy Gracie de la NASA no se lanzará hasta 2027, después de lo cual no estará operativo durante algún tiempo.Pero eso no impide que los científicos emocionados sueñen con el nuevo juguete y todo lo que hará.¿Quién puede culparlos?
Un nuevo estudio analiza más de cerca el poder del Telescopio Espacial Romano para ver si puede ayudar a responder una de las preguntas más importantes sobre el universo.¿Pregunta?
¿Continuará el universo expandiéndose y dividiéndose?labio grande?
La NASA aún no ha completado el diseño de la misión del Telescopio Romano.Todavía hay espacio para el ajuste, y este estudio es un esfuerzo por explorar formas en las que se pueden hacer ajustes para obtener mejores resultados.
La investigación es “Exploración espectroscópica de alta latitud del telescopio espacial romano Nancy Grace”, publicado en el Diario Astrofísico.El autor principal es Yun Wang, investigador sénior de Caltech/IPAC en Pasadena, CA.La caja de herramientas del telescopio romano contiene varias herramientas, y este estudio se centra en la espectroscopia y los métodos para mapear la expansión histórica del universo.
“Nuestro estudio predice que las investigaciones espectroscópicas de Roman harán posible la ciencia y mostrarán cómo varios ajustes pueden optimizar los diseños”, dijo el autor principal Wang.
Roman llevará a cabo un estudio de área amplia de alta latitud (HLWAS).tantoespectroscopia de alta latitud(HLSS) es la parte espectroscópica del HLWAS descrito en este estudio.HLWAS es uno de los principales objetivos científicos del telescopio, junto con un nuevo enfoque para la ciencia de los exoplanetas.HLSS es un escrutinio a gran escala de millones de galaxias hace miles de millones de años.El objetivo principal de esta investigación es estudiar la expansión universal de la historia del universo.HLSS es tan profundo y ancho que permite la ciencia que ningún otro telescopio convencional puede hacer.
“Esta investigación está diseñada para explorar la aceleración cósmica, pero también proporcionará pistas sobre muchos otros misterios intrigantes”, dijo Wang.”Nos ayudará a comprender las galaxias de primera generación, ayudará a mapear la materia oscura e incluso revelará información sobre estructuras mucho más cercanas a nuestro grupo local de galaxias”.
El HLSS de Roman se relaciona con la expansión cósmica, la energía oscura y la teoría general de la relatividad (TGR) de Einstein.Evidentemente, todos son temas profundos y detallados,Kurzgesagt en pocas palabras, pero las siguientes son formas que funcionan bien juntas:
Cuando Einstein anunció por primera vez la TGR en 1915, nadie pensó que el universo se estaba expandiendo.TGR logró explicar lo que la gravedad newtoniana no puede explicar.Pero había un defecto.El propio Einstein se dio cuenta de que su teoría predecía que el universo estático era inestable y tenía que expandirse o contraerse para ser estable.Sin embargo, lo rechazó y se derrocó a sí mismo al introducir la ahora infame ‘constante cósmica’ para compensar.Lo usó para contrarrestar los efectos de la gravedad y lograr un universo estático.Einstein más tarde llamó a esto su mayor error.
Luego, en la década de 1920, los astrónomos descubrieron que el universo se estaba expandiendo.Hola constante cósmica.El astrónomo estadounidense Edwin Hubble jugó un papel clave en el descubrimiento, y las reglas para explicar la expansión son:Ley de Hubble.(Barra lateral: el científico y sacerdote belga Georges Lemaître realizó algunos trabajos iniciales sobre la dilatación, pero publicó su trabajo en una revista oscura. La ley de Hubble ahora se llama cada vez más la ley de Hubble-Lemaître). Todos descubrieron que se estaban alejando unos de otros. Otros con muy pocas excepciones.El universo se está expandiendo.
La expansión del universo era un misterio.Los científicos tienen un nombre de marcador de posición para la fuerza que debería impulsar la expansión: Dark Energy.
Durante mucho tiempo, los cosmólogos pensaron que la expansión se estaba desacelerando.Pero ese resultó no ser el caso.
En 1998, los científicos descubrieron que la tasa de expansión del universo se estaba acelerando.No es porque la gravedad en todos los aspectos tenga que frenar la expansión.con ese descubrimiento,constante cósmicafuncionó de nuevoAhora la explicación más simple para la inflación acelerada.Las constantes cósmicas se denotan con la letra mayúscula griega lambda.
¿No sería bueno terminar con la interminable especulación sobre el destino del universo?¿No sería interesante saber cómo terminaría el universo?(Lawrence Krauss piensa que sí.) sería tan divertido como saber qué te hizo empezar.Imagínese lo popular que sería en un cóctel.
Esto nos lleva al telescopio romano y la exploración espectroscópica de latitudes altas.El HLSS podría decir el futuro de la expansión cósmica y si el universo continuará expandiéndose cada vez más rápido, terminando en grandes fisuras.
En el documento, los autores aclaran el objetivo general de la encuesta.Hay dos preguntas principales.
- ¿La aceleración cósmica se debe a un nuevo componente energético o al colapso de la teoría general de la relatividad (RG) a escala cosmológica?
- Si la causa es un nuevo componente de energía, ¿su densidad de energía es constante en el espacio-tiempo o ha evolucionado durante la historia del universo?
No hay magia aquí.En cierto modo, la fuerza está involucrada.Cuanto más se pueda medir el universo y con mayor precisión se pueda medir, más precisa será la conclusión.Esto está detrás del ímpetu de telescopios más grandes y precisos como el Telescopio Espacial Romano.Las respuestas a nuestras preguntas son más complejas y difíciles de encontrar.
En el artículo, los autores presentan un diseño de referencia para HLSS.El HLSS de Roman cubrirá casi 2000 grados cuadrados o alrededor del 5% del cielo en aproximadamente 7 meses.Esta es una mejora significativa con respecto a otros telescopios como el Hubble.“Ahora podemos ver decenas de muestras con un telescopio como el Hubble.galaxias de alto corrimiento al rojo.Con Roman, puedes muestrear miles”, explica Russell Ryan, astrónomo de STScI.
“Romanode EuclidesDurante un tiempo de observación de aproximadamente un año, la investigación en profundidad propuesta aquí complementa mejor otras investigaciones y explota de manera más efectiva las capacidades de la apertura más grande de Roman”, explica el artículo.“Roman por hora de observación es una instalación muy eficiente para la topografía espectroscópica sin rendijas, por lo que está bien posicionada para responder a los avances en cosmología experimental desde ahora hasta el lanzamiento de la misión a mediados de la década de 2020”.
Una nueva investigación muestra que el HLSS de Roman debería medir con precisión 10 millones de galaxias desde que el universo tenía entre 3 y 6 mil millones de años.Los astrónomos utilizarán estos datos para mapear la estructura a gran escala del universo.
Si bien los cosmólogos ya han cartografiado estructuras a gran escala, el HLSS del Telescopio Romano llevará ese mapeo un paso más allá.HLSS dará la distancia a unos 2 millones de galaxias desde que el universo tenía solo 2 a 3 mil millones de años.Esto nunca se ha hecho antes y serán datos nuevos.
Se reduce a medir con la mayor precisión posible.Si el telescopio romano pudiera proporcionar una nueva profundidad y amplitud a nuestra comprensión de la estructura a gran escala del universo a lo largo del tiempo, podríamos comprender la historia de la expansión del universo.Entonces finalmente obtendrás la respuesta.
“Los romanos determinarán la historia de la expansión del universo para probar las posibles explicaciones de la aparente expansión acelerada, incluidas las modificaciones a la energía oscura y la gravedad de Einstein”, escriben los autores en el artículo.“Roma determinará la historia de crecimiento de la estructura más grande del universo para probar las posibles explicaciones de la aparente expansión acelerada, incluidas las modificaciones a la energía oscura y la gravedad de Einstein… ”
Esa última oración explica dónde estamos ahora.El universo se está expandiendo y la expansión se está acelerando.Ese no debería ser el caso, ya que la gravedad de toda la materia del universo debe evitar su expansión.La aceleración significa que la teoría de la gravedad de Einstein no es exacta.O significa que necesitamos agregar un nuevo componente de energía al universo, la energía oscura.
Como se explica en su TGR, la gravedad de Einstein es algo exacta.Lo mismo hizo Newton, hasta que pudimos observar una mayor parte del universo.La gravedad de Newton describe con precisión lo que sucede con la gravedad a escala local, y la gravedad de Einstein describe con precisión lo que sucede a mayor escala.Pero ahora nos enfrentamos con el universo entero y nuestra comprensión es insuficiente.
Este estudio simula lo que los romanos pudieron aportar al asunto.La vasta y profunda imagen en 3D del universo del telescopio romano presenta nuevas oportunidades para identificar la teoría principal que trata de explicar la aceleración cósmica: la teoría gravitatoria modificada, o energía oscura.
Sólo la ciencia puede ganar.De cualquier manera nos acerca.
“Para arrojar luz sobre la naturaleza desconocida de la aceleración cósmica, necesitamos medir las dos funciones libres del tiempo: la historia de la expansión cósmica y la tasa de crecimiento de las estructuras a gran escala”, escriben los autores.”Esto podría decirnos si la energía oscura cambia con el tiempo, si es un componente de energía desconocido (como una constante cósmica) o una modificación de la teoría general de la relatividad como teoría gravitacional”.
“Ya sea que descubramos que la aceleración del universo es causada por la energía oscura, o que necesitamos revisar la teoría de la gravedad de Einstein, podemos esperar una nueva física en ambos casos”, dijo Wang.“Roma pondrá a prueba ambas teorías simultáneamente”.
Los autores señalan que la referencia HLSS es un ejemplo de cómo implementar estudios espectroscópicos de área amplia en latitudes altas para Roman.“La encuesta real que ejecutará Roman se definirá en un proceso comunitario abierto antes del lanzamiento, teniendo en cuenta el entorno y las sinergias del proyecto de energía oscura”, escriben.
¿Podemos saber cómo terminará el universo?Tal vez algún día lo hagamos y podamos hablar de ello en un cóctel.Y podemos hablar sobre cómo el telescopio espacial romano Nancy Gracy nos ayudó a encontrar la respuesta.
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