ジェームズ・ウェッブよりも遠くまで届く望遠鏡はありますが、その鍵はその構成にあります

ジェームズ・ウェッブ宇宙望遠鏡からの最初の科学画像は、その解像度の高さに私たち全員を言葉を失いました。彼らと一緒に、私たちは何十億光年も離れた宇宙の非常に遠い場所に旅行することができました。私たちは、すべての始まりとなった爆発であるビッグバンに近い遠い時代に形成された物体の光を見てきました。しかし、これは私たちがすでにどん底に陥っていることを意味するのでしょうか？ジェームス・ウェッブよりも遠くまで到達できる楽器はないでしょうか？真実は、それがあり得るということです。実際、それらは彼が目的地に向かうずっと前から存在していました。

これらは、マイクロ波背景放射として知られるものを研究する機器です。これには通常、宇宙と地球上の両方に設置されたミリ波およびマイクロ波電波望遠鏡が含まれます。天体物理学博士であり、カラールアルト天文台の常駐天文学者であるデビッド・ガラディ氏の言葉を借りれば、「私たちはすでにプールの底に届く望遠鏡を持っていますが、何が起こっているかというと、背景放射線と望遠鏡が望む距離の間にギャップがあるということです」ジェームズ・ウェッブ、そしてこれはその差を縮めるのに役立ちます。」

しかし、バックグラウンド放射線とは何でしょうか?そして、距離は物体の年齢とどのような関係があるのでしょうか?これらの質問に答えるには、時間を遡る長い旅をする必要があります。宇宙そのものの年齢と同じくらい大きい。

基本概念: 距離と遡及時間

宇宙の距離について話すとき、通常は光年が単位として使用されます。これらは、光が何年にもわたって進む距離を指します。たとえば、物体が 20 光年離れていると言った場合、光が 20 年かけて到達する距離にあることを意味します。光の速度は約3 億メートル/秒であり、したがって 1 秒間に 3 億メートル進むことを考慮すると、正確な距離はメートル単位で計算できます。膨大な量になりますが、そのため他の単位が使用されます。

もう一つ重要な概念があります。それは遡及時間、つまり光が私たちのいる場所に到達するまでの移動時間です。短距離の場合、両方の概念は同等です。しかし、これらの値を増やすと、宇宙の膨張により、それらの値は互いに一致しなくなります。デビッド・ガラディが例を挙げてこれを説明します。

「月は1.3光秒の距離にあり、さらに月から私たちに届く光は1.3秒前にそこを去りました。しかし、より遠くの天体では、宇宙の膨張が重要になり始めます。 20億年前に発せられた光を私たちが今受け取っている遠く離れた天体を想像してみてください。それはその遡及的な時間であり、私たちはそれを20億年前と同じように見ています。しかし、光が移動してきた 20 億年の間に、宇宙の膨張により、その物体と銀河系の間の空間が拡大しました。したがって、その天体までの今日の距離は 20 億光年以上です。」

デビッド・ガラディ、天体物理学者

ジェームズ・ウェッブの身長はどれくらいですか?

ジェームズ・ウェッブは、 138 億光年に近い遠方にある物体に到達することができます。宇宙の出発点となった大爆発であるビッグバンは約138 億年前に起こったと推定されているため、これは重要な値です。では、私たちは宇宙の誕生に立ち会えるのでしょうか？

すぐにではありませんが、距離と遡及時間の概念を思い出してみましょう。 「ジェームズ・ウェッブのこの言葉によって、彼らは私たちが138億年前の、いわば宇宙の起源のようなものを見ているということを教えてくれるのです」とガラディは言う。 「しかし、それは彼の回想の時間だ。光子が移動している間に宇宙は成長し、遡及時間 138 億年の天体は現在、138 億光年よりはるかに長い距離にあります。」

したがって、まだまだ未開の領域が存在します。ジェームズ・ウェッブが到達すると思われる先を見据える余地はあるだろう。しかし、何が見つかるでしょうか？

現時点では、これらの概念も考慮すると、さらに遠くに目を向けると、過去に遡り続けることがわかっています。したがって、私たちが知っている天体のいくつかは、単にまだ存在しないというだけの理由で、もはやそこに存在しない時が来るでしょう。 「望遠鏡が十分に強力であれば、ますます遠くにある銀河、つまり、進化や形成のより原始的な状態にある銀河を見ることができます」と、この媒体から相談を受けた天文学者は言います。 「その先には、初期銀河が見られるでしょう。そして、もう少し先には、銀河がまだ形成されていないという単純な理由で、銀河が見えなくなる時が来るでしょう。」

とはいえ、まったく何も見えなかったわけではありません。 「収縮するガス雲や原始銀河などが存在するかどうかは分かるだろうが、十分遠くを見れば、何も見えなくなる時が来るだろう」と同氏は語った。 「そして、それは望遠鏡が大きいか小さいかの問題ではなく、星や銀河がまだ形成されていない場合、それらは見ることができないということです。シンプルでありながら複雑でもあります。」

他の望遠鏡と何が違うのですか？

James Webb の大きな可能性の一部は、電磁スペクトルの赤外線範囲で動作する能力にあります。ガスや塵の雲によって生成される遮蔽をよりよく透過できるため、これは非常に興味深いものです。しかし、それはハッブルと異なる主な要因ではありません。実際、この望遠鏡は主に可視域で動作しますが、近赤外線でも動作します。

したがって、ジェームズ ウェッブのもう 1 つの超能力は彼の鏡に関連しています。その主鏡は直径 6 メートルで、わずか 2.4 メートルだったハッブル鏡よりもはるかに大きいです。これにより、感度と解像度が大幅に向上します。両方の写真を比較してください。

これらおよびその他の要因のおかげで、これまでで最も深く、最も鮮明と考えられる赤外線画像を撮影することができました。しかし、それはそれらが最も深いイメージであるという意味ではありません。そして、ジェームズ・ウェッブの到達範囲をはるかに超えたところまで到達できる望遠鏡は、何十年も前から存在しています。

私たちが時間の旅を続ければ、それらの望遠鏡が到達する正確な地点が見つかるでしょう。私たちは、銀河さえ存在しない時代が来ることをすでに見てきました。おそらく崩壊過程にあるガス雲が見られるでしょう。しかし、ジェームズ・ウェッブはその準備ができていないため、彼らに入ることができませんでした。さらに、デイビッド・ガラディ氏が言うように、「このガスは本質的に透明です」。

実際には、ジェームズ・ウェッブよりもさらに先に進むことができます

しかし、ガス雲を超えて、私たちはまだ後進を続けることができます。宇宙はますます原始的になり、より「密度が高く、より熱く」なってきています。大爆発が近づいています。 「さらに詳しく見てみると、ガス（ヘリウムを加えたほぼ水素）が非常に高密度で高温になり、イオン化し始める時が来ます。」そしてここが私たちの歴史のほぼ頂点に達します。電離ガスは不透明であることが分かりました。したがって、それはすべてを覆い、その先を見ることを許さないカーテンになります。ガラディの言葉を借りれば、それは「霧の日に遠くを見ようとするようなもの」です。 「どんな望遠鏡を使っても、その向こうを見ることはできません。」

したがって、私たちは前述のプールの底に到着しました。ジェームズ・ウェッブには見えない背景。しかし、それはそれを検出できる機器がないという意味ではありません。鍵はイオン化ガスの 2 番目の特性にあります。そして、不透明であることに加えて、それは多かれ少なかれ太陽光のように輝きます。

「宇宙の膨張により、そこから来る光は宇宙を通過する途中で赤方偏移し、イオン化した水素からの光の宇宙背景は可視光では見えなくなりました」と天体物理学の博士は説明します。 「非常に赤方偏移しているため、現在はマイクロ波領域で観測されています。」したがって、私たちは有名なマイクロ波の背景に直面することになります。欧州宇宙機関 (ESA) が 2009 年に宇宙に送り込んだプランク衛星などの機器のおかげで地図に描かれた宇宙の領域。

しかし、これはこの目的専用の衛星の中で最も強力ですが、NASA の WMAP など、地上および宇宙の多数の望遠鏡や装置によって取得されたデータを追加する他の衛星もそれより前に打ち上げられました。私たちは何十年もかけて、ジェームズ・ウェッブが到達できない霧のカーテンから情報を入手してきました。したがって、この新しい望遠鏡が提供する誰よりもはるかに深い宇宙の写真を私たちが入手できるのは事実です。ということは、私たちが昨日見たことは驚くべきことではないということですか？全くない。ジェームズ・ウェッブは大衆指導者になるに値する。問題は、彼の成功により、他の伝説的なロックスターのことを私たちが忘れてしまうことです。さらに、初日と同じように仕事を続けるスター。彼らのことを忘れないようにしましょう。