CAT taramasının icadı, tıbbi tanıda bir devrime yol açtı. X-ışınlarının insan vücudunun sadece düz iki boyutlu bir görüntüsünü verdiği durumlarda, CAT taraması daha açıklayıcı üç boyutlu bir görünüm sağlar. Bunu yapmak için, CAT taramaları elektronik olarak birçok sanal “dilim” alır ve bunları bir 3D resme monte eder.
Şimdi tomografi olarak bilinen CAT taramalarına benzeyen yeni bir teknik, genç evrende ve kozmik “karanlık çağların” sonundaki devrimde devrim yaratmaya hazırlanıyor. 11 Kasım 2004'te Doğa meselesi, astrofizikçiler J. Stuart B. Wyithe (Melbourne Üniversitesi) ve Abraham Loeb (Harvard-Smithsonian Astrofizik Merkezi) rapor edildiğinde astronomlar etkili bir şekilde ölçülecek kozmik yapıların boyutunu hesapladılar. erken evrenin CAT tarama benzeri görüntülerini alır. Bu ölçümler, evrenin ilk milyar yıllık varlığı boyunca nasıl evrimleştiğini gösterecek.
Loeb, “Şimdiye kadar, evrenin çocukluğunun-kozmik mikrodalga arka planının tek bir görüntüsüyle sınırlı kaldık” diyor. “Bu yeni teknik, evrenin bebek fotoğraflarıyla dolu bir albümün tamamını görmemize izin verecek. Evrenin büyüdüğünü ve olgunlaştığını izleyebiliriz. ”
Dilimleme Alanı
Wyithe ve Loeb tarafından tarif edilen tomografi tekniğinin kalbi, nötr hidrojen atomlarından 21 santimetre dalga boyu radyasyon çalışmasıdır. Kendi galaksimizde, bu radyasyon gökbilimcilerin Samanyolu’nun küresel halesini haritalamalarına yardımcı oldu. Uzak genç evreni haritalamak için, gökbilimciler, yerin genişlemesi ile daha uzun dalga boylarına (ve daha düşük frekanslara) uzanan 21 cm'lik radyasyonu tespit etmelidir.
Kırmızıya kayma, mesafe ile doğrudan ilişkilidir. Bir hidrojen bulutu Dünya'dan ne kadar uzaksa, radyasyonu o kadar kırmızıya kaymaktadır. Bu nedenle, gökbilimciler belirli bir frekansa bakarak evrenin bir “dilimini” belirli bir mesafede fotoğraflayabilirler. Birçok frekansa atlayarak, birçok dilimi fotoğraflayabilir ve evrenin üç boyutlu bir resmini oluşturabilirler.
“Tomografi karmaşık bir süreç, bu yüzden daha önce çok yüksek kırmızıya kaymalarda yapılmamasının bir nedeni” diyor Wyithe. “Ama aynı zamanda çok ümit verici çünkü evrenin tarihinin ilk milyar yılını incelememize izin veren birkaç teknikten biri.”
Sabun Köpüğü Evreni
İlk milyar yıl kritik öneme sahip çünkü ilk yıldızlar parlamaya başladı ve ilk gökadalar kompakt kümelerde oluşmaya başladı. Bu yıldızlar sıcak bir şekilde yandı, yakınlardaki hidrojen atomlarını iyonize eden çok miktarda ultraviyole ışık yayarak, elektronları protonlardan ayırdı ve erken evreni dolduran nötr gazın sisini temizledi.
Genç gökada kümeleri yakında bir su küvetinde yüzen sabun köpüğü gibi iyonize gaz kabarcıklarıyla çevriliydi. Daha fazla ultraviyole ışık sular altında kaldıkça, kabarcıklar büyüdü ve yavaş yavaş birleşti. Sonunda, Big Bang'den yaklaşık bir milyar yıl sonra, görünür tüm evren iyonize edildi.
Kabarcıklar küçükken ve gaz çoğunlukla nötr olduğunda erken evreni incelemek için, gökbilimciler bir İsviçre peyniri bloğunu dilimliyormuş gibi dilimleri uzaya götürmelidir. Loeb, peynirde olduğu gibi, “evren dilimlerimiz çok dar olursa, aynı baloncuklara çarpmaya devam edeceğimizi söylüyor. Görünüm asla değişmeyecek. ”
Gerçekten kullanışlı ölçümler almak için, gökbilimciler farklı baloncuklara çarpan daha büyük dilimler almalıdır. Her dilim tipik bir baloncuğun genişliğinden daha geniş olmalıdır. Wyithe ve Loeb, en büyük bireysel kabarcıkların, erken evrende (bugünün genişlemiş evreninde 200 milyondan fazla ışık yılına eşit) yaklaşık 30 milyon ışık yılı büyüklüğüne ulaştığını hesaplar. Bu önemli tahminler, tomografik çalışmalar yapmak için radyo enstrümanlarının tasarımına rehberlik edecektir.
Gökbilimciler yakında Wyithe ve Loeb’in tahminlerini, kırmızıya kaymış 21 cm'lik hidrojenin 100-200 megahertz frekanslarında çalışmak üzere ayarlanmış bir dizi anten kullanarak test edecekler. İnsan yapımı parazit (TV ve FM radyo) ve dünyanın iyonosferinin düşük frekanslı radyo dalgaları üzerindeki etkileri nedeniyle gökyüzünü bu frekanslarda haritalamak son derece zordur. Bununla birlikte, yeni düşük maliyetli elektronik ve bilgisayar teknolojileri, on yılın sonundan önce kapsamlı haritalamayı mümkün kılacaktır.
Smithsonian radyo gökbilimcisi Lincoln Greenhill (CfA), “Stuart ve Avi’nin hesaplamaları çok güzel çünkü dizilerimizi oluşturduktan sonra, erken evrime ilk bakışlarımızı alırken tahminler test etmek kolay olacak” diyor.
Greenhill, Ulusal Bilim Vakfı'nın Çok Büyük Dizisini Smithsonian tarafından finanse edilen gerekli alıcı ve elektroniklerle donatmak için bu ilk bakışları oluşturmak için çalışıyor. “Şansla, evrendeki en genç kuasarların etrafında sıcak malzeme kabuklarının ilk görüntülerini yaratacağız” diyor Greenhill.
Wyithe ve Loeb'in sonuçları, Avrupa LOFAR projesi ve ABD-Avustralya işbirliğinin radyo-sessiz taşıtında inşaat için önerilen bir dizi gibi sıfırdan inşa edilecek yeni nesil radyo gözlemevlerinin tasarımına ve geliştirilmesine rehberlik edecek. Batı Avustralya.
Orijinal Kaynak: Harvard CfA Haber Bülteni
