Am 11. März startete die NASA ein neues Weltraumteleskop in die Umlaufbahn, um die Ursprünge des Universums zu erkunden. Die Mission wird eine ausgefeilte Software verwenden, die im Arizona Cosmology Lab der University of Arizona entwickelt wurde, um Daten zu analysieren und Astronomen zu verstehen, was in der ersten Billionsth einer zweiten nach dem Urknall passiert ist.
Spherex-der für die Geschichte des Universums, der Epoche der Reionisierung und des ICES-Explorers steht-ist eine NASA-Mission, die ein Breitfeld-Teleskop verwendet, um optische und Infrarotdaten zu mehr als 450 Millionen Galaxien sowie mehr als 100 Millionen Sterne im Laufe von zwei Jahren zu sammeln. Die U von A ist ein Missionspartner, zusammen mit dem California Institute of Technology, dem Jet Propulsion Laboratory, dem Ball Aerospace und dem Korea Astronomy and Space Science Institute.
Die Mission hat drei Ziele. In der Milchstraße wird es nach Anzeichen von Wassereis suchen – eine Hauptbestandteil auf der Suche nach Leben jenseits der Erde. Es wird den Ursprung und die Geschichte von Galaxien unter Verwendung einer ziemlich neuen Technik namens Intensity Mapping untersuchen. Und es wird die tiefe frühe Geschichte des Universums selbst erforschen.
Spherex -Forscher sind daran interessiert zu verstehen, was während der inflationären Epoche passiert ist, als das Universum nach seiner Geburt im ersten Bruchteil einer Sekunde exponentiell erweitert wurde. Im Moment der Inflation wurden winzige Quantenschwankungen – schlechte Unregelmäßigkeiten – durch rasche Ausdehnung aufgeblasen.
Dies waren die Samen im frühen Universum, die schließlich zu Galaxienbildung führten. Die genauen Infrarotfähigkeiten von Spherex ermöglichen es der Mission, die Verteilung von Galaxien zu messen, um die Nuancen hinter diesem Inflationsprozess zu verstehen.
Forscher des Arizona Cosmology Lab sind auch daran interessiert, was nicht gesehen werden kann. Galaxien zeichnen das Vorhandensein von dunkler Materie zurück, von der angenommen wird, dass sie eine Rolle bei der Bildung von Galaxien und der Entwicklung des Universums gespielt hat.
„Wir suchen Tracer“, sagte Tim Eifler, Associate Professor für Astronomie an der U eines Steward -Observatoriums. „Galaxien verfolgen das Vorhandensein von dunkler Materie. Wo es viele Galaxien gibt, gibt es aufgrund der Schwerkraft wahrscheinlich viel dunkle Materie.“
Spherex ist insofern einzigartig, als er den gesamten Himmel während seiner zweijährigen Mission mehrmals messen wird.
„Wir hoffen, die Abdrücke des sehr frühen Universums zu sehen, indem wir die größte 3D -Karte von Galaxien herstellen, die jemals existiert hat“, sagte Elisabeth Krause, Associate Professor für Astronomie und Physik, die die U eines Teams für die Mission leitet.
Die Spherex -Karte beträgt Millionen von Sternen und Galaxien auf Millionenhöhe. Krause und ihr Team im Arizona Cosmology Lab werden den Katalog von Galaxien zu einigen zusammenfassenden Statistiken verdichten-ein außerordentlich fein abgestimmter Prozess, bei dem Galaxienpaare als Funktion ihrer Trennung voneinander gezählt werden.
Für die Mission entwickelte der frühere U eines Postdoktorandenstudenten Yosuke Kobayashi ein komplexes mathematisches Modell, um relevante Informationen über Galaxien zu bestimmen und unnötige Informationen zu verwerfen. Um die mathematischen Beschreibungen von Kobayashi für Spherex zu verwenden, musste das Kosmologie -Labor in Arizona in der Lage sein, die Gleichungen in Code einzusetzen und Software zu entwickeln, die Daten analysieren und genaue Modelle des Universums erstellen können. Das Labor hat sich dem maschinellen Lernen zugewandt, um die Software zu beschleunigen.
Das hochmoderne Hochleistungs-Computersystem auf dem U eines Campus ermöglicht laut dem Forschungsteam diese Art von Innovation.
„Die Rechengeschwindigkeit war schon immer ein Engpass, wenn er vorhersagt, was wir im Universum sehen“, sagte Eifler. „Wir schulen ein neuronales Netzwerk mit einigen dieser Gleichungen, und wenn wir später die Analyse durchführen, wird es viel, viel schneller sein.“
Sobald Spherex in der Umlaufbahn ist, beginnt das nächste Kapitel der Arbeit im Arizona Cosmology Lab: Nehmen Sie den riesigen Datenkatalog und beginnen, kosmologische Modelle einzuschränken, die dazu beitragen, das zu enthüllen, was zu Beginn der Zeit geschehen ist.