Tumsā starp zvaigznēm paslēpta visa gaisma, ko Visums ir radījis kopš Lielā sprādziena.
Tagad zinātnieki domā, ka viņi aptuveni zina, cik daudz gaismas tas ir. Kopš dzimšanas pāris miljonus gadu pēc Lielā sprādziena, zvaigznes ir ieguvušas aptuveni 4 x 10 ^ 84 fotonus vai gaismas daļiņas, liecina jaunie mērījumi, par kuriem šodien (29. novembrī) ziņots žurnālā Science.
Lielākā daļa Visuma gaismas nāk no zvaigznēm, sacīja Marko Ajello, pētījuma līdzautors un astrofiziķis Klemsona universitātē.
Lūk, kas notiek: tādas zvaigznes kā mūsu sauli darbina kodolreakcijas kodolā, kur ūdeņraža protoni tiek sakausēti kopā, veidojot hēliju. Šis process atbrīvo enerģiju arī gamma-staru fotonu veidā. Šiem fotoniem ir simts miljons reižu vairāk enerģijas nekā parastajiem fotoniem, kurus mēs redzam kā redzamu gaismu.
Tā kā saules kodols ir ļoti blīvs, šie fotoni nevar izbēgt un tā vietā turpina uzbrukt atomiem un elektroniem, galu galā zaudējot enerģiju. Simtiem tūkstošu gadu vēlāk viņi pamet sauli ar aptuveni miljons reižu mazāk enerģijas nekā redzamā gaisma, sacīja Ajello.
Gaisma, ko mēs varam redzēt, nāk no fotoniem, ko zvaigznes veido mūsu pašu galaktikā, ieskaitot sauli. Izmērīt visu šo citu gaismu citās Visuma daļās - tumšās debesīs paslēptu starp zvaigznēm, kuras mēs varam redzēt - ir "grūti, jo tā ir ļoti, ļoti blāva", Ajello stāstīja Live Science. Patiešām, mēģināt redzēt visu Visuma gaismu būtu kā skatīties uz 60 vatu spuldzi no 2,5 jūdžu (4 kilometru) attāluma, viņš piebilda.
Tātad, Ajello un viņa komanda izmantoja netiešu metodi šīs gaismas mērīšanai, paļaujoties uz datiem, kas iegūti no NASA Fermi gamma staru teleskopa, kurš apkārt Zemei riņķo kopš 2008. gada. Pētnieki aplūkoja gamma starus, kas izstaroti no 739 lāzeriem (neticami spilgti). galaktikas ar melnajiem caurumiem, kas šauj gamma starus mūsu virzienā) un vienu gamma staru eksploziju (ārkārtīgi lielas enerģijas eksplozija), lai novērtētu, cik daudz zvaigžņu bija dažādu Visuma laikmetu laikā - jo tālāk gamma staru avots bija , jo senāks laiks.
Ejot cauri Visumam, šajos gamma staros esošie fotoni mijiedarbojas ar “ekstragalaktiskā fona gaismu”, ultravioleto, optisko un infrasarkano fotonu miglu, ko rada zvaigznes. Šis process pārveido fotonus elektronos un to antimatērijas partneros, pozitronos. Atklājot šīs nelielās izmaiņas, Ajello un viņa komanda varēja novērtēt, cik daudz gaismas bija vai bija “migla” dažādos laikos.
Zinātnieki secināja, ka zvaigznes veidojas visaugstākajā ātrumā pirms apmēram 10 miljardiem gadu un ka pēc tam zvaigžņu veidošanās ir ārkārtīgi mazinājusies. Kopējais zvaigžņu gaismas daudzums, kas jebkad saražots, "nav īpaši svarīgs," sacīja Ajello.
Faktiski 4 x 10 ^ 84 skaitlis, ko pētnieki aprēķināja par kopējo saražoto fotonu skaitu, varētu būt apmēram desmit reizes par mazu. Tas ir tāpēc, ka infrasarkanajā spektrā tajā nav iekļauti fotoni, kuriem ir zemāka enerģija nekā redzamajai gaismai, sacīja Ajello.
Vēl aizraujošāks rezultāts ir tas, ka pētnieki varēja aprēķināt, cik un kāda veida fotoni pastāvēja dažādos Visuma laikposmos, sākot no (gandrīz) sākuma. Ajello un viņa komanda konstruēja starlight vēsturi, kas aptvēra vairāk nekā 90 procentus no kosmiskā laika. Lai uzbūvētu pārējos 10 procentus, pašu zvaigznītes sākumu, "mums jāgaida varbūt vēl 10 gadus ilgs novērojums", sacīja Ajello.
Zvaigžņu gaismas momentuzņēmums, kas izveidots Visuma zīdaiņa laikā, varētu būt iegūts no masīvā Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa, kura, domājams, ir 2021. gada palaišana, sacīja Ajello.
Tas ir "vēl viens Fermi komandas pagrieziena punkts", perspektīvā rakstā tajā pašā zinātnes izdevumā rakstīja Elisa Prandini, pēcdoktorantūras studente Padovas Universitātes fizikas un astronomijas nodaļā Itālijā. Arī Prandini, kurš nebija iesaistīts pašreizējos pētījumos, savu perspektīvu noslēdza ar Džeimsa Veba kosmiskā teleskopa pieminēšanu un "tiešākiem" mērījumiem, ko tas varētu dot.
