Каков предел исследования глубокого поля?

Исследование глубокого поля весьма увлекательно: сначала «Глубокое поле Хаббла» (HDF), показывающее небольшой кусочек Вселенной через миллиард лет после Большого взрыва, затем «Сверхглубокое поле Хаббла» (HUDF), а теперь «Экстремальное глубокое поле Хаббла». (XDF), показывающий галактики через 450 миллионов лет после Большого взрыва.

Вопрос : каков предел глубины, который мы можем ожидать (с точки зрения миллионов лет после Большого Взрыва)?

Обратите внимание, что под «пределом» я имею в виду не теоретический, а практический предел.
Под «практическим пределом» я подразумеваю использование телескопа видимого света (не обязательно Хаббла).
Мы также используем инфракрасный телескоп для коррекции явления красного смещения.
В частности, я не спрашиваю о CMB.

Ответы (1)

Практический предел покрытия неба, вероятно, определяется финансированием. HDF, согласно Википедии, покрывает 24-миллионную часть всего неба. Нам пришлось бы запустить тысячи инструментов, подобных Хабблу, чтобы охватить все небо с таким разрешением и чувствительностью. В любом случае, большая часть этой области покрыта Млечным Путем и газовыми облаками, поэтому не все глубокие снимки дадут столько информации, сколько HDF. Сделаем ли мы это? Вероятно, нет, однако очень многое можно узнать из очень точных карт всего неба, потому что галактические формы искажаются нерегулярными гравитационными полями во Вселенной. Это приводит к слабому гравитационному линзированию . Предложения, подобные миссии Евклидабудет использовать специально разработанные космические телескопы с возможностями видимого и ближнего инфракрасного излучения, которые аналогичны (не совсем с таким высоким разрешением), как у Хаббла, для картографирования областей неба, которые в сотни раз больше, чем те, которые могут снимать камеры Хаббла с очень малым углом.

Если мы хотим пойти раньше во времени, нам придется использовать телескопы ближнего и среднего ИК-диапазона, а затем и глубокого ИК-диапазона. Первым из них станет новый космический телескоп Джеймса Уэбба , который дополнит Хаббл необходимыми ИК-возможностями. Если вы следили за JWT в новостях, вы, возможно, слышали, что с точки зрения финансирования он очень близок к тому, чтобы сорвать банк... это очень амбициозный и дорогой инструмент, который съедает бюджет многих других потенциально равных интересные научные миссии. В обозримом будущем это крупнейшая инвестиция в космический телескоп, которую мы будем делать, что возвращает нас к ограничениям финансирования...

Уточняю свой вопрос: с точки зрения миллионов лет после Большого взрыва, каков предел глубины, который мы можем ожидать?
Вы можете наблюдать весь обратный путь до реликтового излучения, над которым мы сейчас работаем. Идет охота за самыми ранними галактиками, поэтому необходимы инструменты среднего и даже глубокого ИК-диапазона. Извините, если я неправильно понял ваш вопрос... Я как бы исключил глубокий поиск, потому что вы сказали, что не спрашиваете о реликтовом излучении... но это действительно непрерывный поиск от 300 000 лет после Большого взрыва до сегодняшних галактик.
Но на практике я не думаю, что с помощью телескопа видимого света можно добраться до 300 000 лет, кроме того, реликтовое излучение — это микроволновое излучение (а значит, невидимое). Вопрос в том, до чего мы можем подняться?
Точно. Если вы посмотрите на космический телескоп Джеймса Уэбба, то увидите, что он создан не для видимого, а в первую очередь для инфракрасного диапазона. Как только мы выходим за пределы галактик с малым красным смещением, интересующая нас информация оказывается на все более длинных волнах. Другими словами... на данный момент Хаббл был самым большим видимым космическим телескопом. Эта наука в основном сделана. То, что волнует ученых, находится за пределами человеческого зрения. Это не означает, что в будущем не будет больших визуальных космических телескопов... просто пока это не является научным предпочтением. В конце концов, у нас появятся аппараты для формирования изображений поверхности экзопланет... через 50 лет?
Цитата: << JWST сможет заглянуть примерно через 200 миллионов лет после Большого взрыва . Но зачем нам нужно видеть инфракрасный свет, чтобы понять раннюю Вселенную? Потому что свет от этих объектов смещен в красную сторону. >> Фото: Алеш Тошовский. Источник: jwst.nasa.gov/firstlight.html Вы правы, я должен признать, что IR является актуальным.
Ну, ваш вопрос имеет несколько аспектов, которые, в конечном счете, все сходятся на технологических ограничениях и финансировании. Знаем ли мы, что мы хотели бы измерить? Привет, да! Мы хотели бы измерить каждый бит информации, которую можно извлечь с неба (кто-то сделал оценку по этому поводу, я должен поискать ее). Будем ли мы? Черт, нет, это слишком дорого.
Таким образом, JWST сможет заглянуть примерно на 200 миллионов лет назад после Большого взрыва, и, возможно, телескоп следующего поколения после JWST сможет заглянуть примерно на 50 миллионов лет назад и т. д. Каков практический предел? (с точки зрения лет после Большого взрыва и без учета финансового аспекта).
Практический предел времени - это CMB... но вы прямо сказали, что не хотите слышать о CMB. У нас есть все технологии, необходимые для того, чтобы видеть все промежуточные длины волн, и, насколько мне известно, достаточное отношение сигнал/шум даже с относительно небольшими антеннами, так что ограничений быть не должно. Я не знаю, насколько актуальна физика за несколько миллионов лет после поверхности последнего рассеяния, создавшего реликтовое излучение, и до образования первых галактик. Насколько я понимаю, в то время могли быть действительно интересные гигантские звезды.
Если я правильно понимаю, больше мы хотим видеть далеко во времени, и больше телескоп должен смотреть на большие длины волн: с телескопом видимого света, таким как Хаббл, мы можем видеть до 400 миллионов лет после Большого взрыва, с ИК-телескопом, таким как JWST, мы можем видеть до 200 миллионов лет, а с помощью микроволнового телескопа, такого как Планк, мы можем видеть до 300 000 лет. А как насчет времени между 300 000 и 200 миллионами? Возможно ли на практике построить телескоп, способный видеть, например, на 10 миллионов лет с достаточно хорошим разрешением?
Да, вы можете посмотреть на закон смещения Вина, выбрать температуру интересующего вас объекта, применить интересующее вас космологическое красное смещение, и тогда вы получите длину волны/частоту, которую вам нужно измерить. Остальное в основном связано с созданием лучшей доступной системы визуализации для этой длины волны. В настоящее время мы можем покрыть любую длину волны с помощью болометров, так что технически это не проблема. Предел разрешения определяется природой и размером инструмента, который вы можете себе позволить.
Хорошо, я понимаю, ограничений по времени нет, но мы не можем видеть 10 миллионов лет и 1 миллион лет с тем же разрешением. Реальным ограничением является разрешение в данный момент времени. Поэтому я должен переформулировать вопрос следующим образом: каков может быть практический предел во времени, чтобы увидеть с разрешением, позволяющим различать объекты размером с галактику?
Ограничение по времени для электромагнитных волн — CMB. Не существует известного принципиального предела разрешения для углового разрешения. Вы можете строить все более крупные обсерватории с еще большим угловым разрешением. Вопрос только в том, закончатся ли у вас сначала деньги или полезная физика. На данный момент это, вероятно, деньги.
Используя формулу углового разрешения для телескопа и тригонометрию, получаем, что для получения разрешения по длине галактики на реликтовом излучении нам нужен телескоп диаметром D = 500 м.
Это был бы вполне рабочий телескоп. Такие объекты должны быть доступны примерно к 2050 году.
Это шутка? Если нет, то есть ли такие долгосрочные проекты?
Что вы имеете в виду под "это шутка"? Удалось ли нам построить интерферометрические массивы с таким разрешением? Да.
Каков предел исследования глубокого поля?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v