د لومړنیو کائناتو مطالعه: د کاسمیک هایدروجن څخه د 21-سانتي مترو لیرې کشف کولو تجربې ته ورسیږئ 

د 26 سانتي مترو مشاهده راډیو سیګنالونه چې د کاسمیک هایدروجن د هایپرفاین لیږد له امله رامینځته شوي د لومړني مطالعې لپاره بدیل وسیله وړاندې کوي کایناتو. لکه څنګه چې د ماشوم بې طرفه دورې لپاره کایناتو کله چې رڼا نه وه خپره شوې، د 26 سانتي مترو کرښې شاید یوازې کړکۍ وي. په هرصورت، دا بیا بدل شوي راډیو سیګنالونه په لومړیو کې د کاسمیک هایدروجن لخوا جذب شوي کایناتو خورا ضعیف دي او تر دې دمه غلي شوي دي. په 2018 کې، د EDGE تجربې د 26 سینټ سیګنالونو کشف کولو راپور ورکړ مګر موندنې په خپلواکه توګه تایید نشي. اصلي مسله د اسمان څخه د نورو سیګنالونو سره د وسایلو سیسټمیک او ککړتیا وه. د رسونې تجربه د خنډونو د لرې کولو لپاره ځانګړي میتودولوژي ګمارل دي. تمه کیږي چې دا څیړنیزه ډله به په نږدې راتلونکي کې په ډاډمنه توګه د دې ناوړه نښې نښانې کشف کړي. که بریالی وي، د رسونې تجربه ممکن د ابتدايي مطالعې په برخه کې '26 سانتي متره راډیو ستورپوهنه' په لومړي سر کې راولي. کایناتو او د ابتدايي اسرارونو په افشا کولو کې زموږ سره ډیره مرسته وکړئ کایناتو. 

کله چې دا د مطالعې لپاره راځي لومړني کائناتپه دې وروستیو کې پیل شوی نوم جیمز ویب سپیس ټیلسکوپ (JWST) زموږ په ذهن کې راپورته کیږي. JWSTد لوی بریالیتوب یو جانشین هبل telescope، a فضا- پر بنسټ، د انفراریډ څارونکو سمبال دی چې د لومړنیو ستورو او کهکشانونو څخه د نظری / انفراریډ سیګنالونو اخیستلو لپاره جوړ شوی پوهنتون د لوی بنګ څخه ډیر ژر¹. خو، JWST د بې طرفه دورې څخه د سیګنالونو پورته کولو پورې یو څه محدودیتونه لري لومړني کائنات اندېښنه لري.  

جدول: په تاریخ کې دورې کایناتو د لوی بنګ راهیسې  

(سرچینه: د کاسمولوژی فلسفه - 21 سانتي شالید. په کې شتون لري http://philosophy-of-cosmology.ox.ac.uk/images/21-cm-background.jpg)  

د لوی بنګ څخه تر 380k کاله وروسته کایناتو د ionised ګاز څخه ډک شوی او په بشپړه توګه ناپاک و. د 380k - 400 ملیون کلونو ترمنځ، د کایناتو بې طرفه او شفافه شوې وه. د بیا یوځای کیدو دور د دې مرحلې څخه وروسته پیل شو چې د 400 ملیون لوی بنګ څخه وروسته پیل شو.  

د پیل د بې طرفه دورې په جریان کې کایناتو، کله چې کایناتو له بې طرفه ګازونو ډکه وه او شفافه وه، هیڅ نظری سیګنال نه و جذب شوی (له همدې امله د تیاره عمر په نوم یادیږي). متحد شوي مواد رڼا نه خپروي. دا د ابتدايي مطالعې په برخه کې ننګونه ده پوهنتون د بې طرفه دورې په هرصورت، د مایکرو ویو وړانګې د 21 سانتي مترو طول موج (د 1420 MHz سره مطابقت لري) د دې دورې په جریان کې د ساړه، بې طرفه کاسمیک هایدروجن لخوا د هایپرفین لیږد په پایله کې (د موازي سپن څخه ډیر مستحکم ضد موازي سپن ته) څیړونکو ته فرصتونه وړاندې کوي. دا 21 سانتي متره مایکروویو وړانګې به ځمکې ته د رسیدو سره سم بدل شي او د 200MHz څخه تر 10 MHz فریکونسیو کې به د راډیو څپو په توګه مشاهده شي.^2,3.  

21 سانتي متره راډیو ستورپوهنه: د 21 سانتي مترو کاسمیک هایدروجن سیګنالونو مشاهده د ابتدايي مطالعې لپاره یو بدیل لاره وړاندې کوي کایناتو په ځانګړې توګه د بې طرفه دورې پړاو چې د رڼا له اخراج څخه بې برخې و. دا کولی شي موږ ته د نوي فزیک په اړه هم خبر کړي لکه د وخت په تیریدو سره د مادې ویش، تیاره انرژي، تیاره ماده، د نیوټرینو ډله، او انفلاسیون².  

په هرصورت، د 21-cm سیګنالونه د کاسمیک هایدروجن لخوا د پیل په جریان کې خارج شوي کایناتو پړاو ناشونی دی. تمه کیږي چې دا خورا ضعیف وي (شاوخوا سل زره ځله ضعیف د نورو راډیو سیګنالونو په پرتله چې له اسمان څخه راپورته کیږي). د پایلې په توګه، دا طریقه لاهم په ماشومتوب کې ده.  

په 2018 کې، څیړونکو د 78 MHz په فریکونسۍ کې د داسې راډیو سیګنال موندلو راپور ورکړی و چې پروفایل یې په پراخه کچه د 21 سانتي مترو سیګنال لپاره د توقعاتو سره مطابقت درلود چې د لومړني کاسمیک هایدروجن لخوا خارج شوی.⁴. مګر د لومړني 21-cm راډیو سیګنال دا کشف په خپلواکه توګه نشي تایید کیدی نو تر دې دمه د تجربې اعتبار ندی رامینځته شوی. اصلي مسله د مخکینۍ راډیو سیګنالونو ککړتیا ښکاري.  

وروستی ګام د 21 جولای 2022 د کاسمیک هایدروجن (REACH) تحلیل لپاره د راډیو تجربې راپور دی. REACH به د دې ضعیفه کاسمیک راډیو سیګنالونو موندلو لپاره نوې تجربه لرونکي طریقه وکاروي پدې توګه د 21 سانتي مترو کاسمیک سیګنالونو تایید لپاره نوې امید وړاندې کوي.  

د کاسمیک هایدروجن تحلیل لپاره د راډیو تجربه (REACH) د اسمان په اوسط ډول د 21 سانتي مترو تجربه ده. دا هدف په ډیټا کې د پاتې کیدو سیسټمیک سیګنالونو پورې اړوند وسیلو سره مخ شوي مسلو اداره کولو له لارې مشاهداتو ته وده ورکول دي. دا د بایسیان احصایې په کارولو سره د مخکینۍ برخې او کاسمولوژیکي سیګنال سره یوځای د سیسټماتیکونو کشف او په ګډه توضیح کولو تمرکز کوي. د تجربه د دوه مختلف انتنونو سره په ورته وخت کې مشاهدې شاملې دي، یو الټرا وایډ بانډ سیسټم (د ریډ شفټ رینج شاوخوا 7.5 څخه تر 28 پورې) او د رسیدونکي کیلیبرټر په ساحه کې د اندازه کولو پراساس.  

دا پرمختګ د پام وړ دی د دې احتمال ته په کتو سره چې یو له غوره وسیلو څخه وي (او ارزانه هم په نظر کې نیولو سره فضا- پر بنسټ څارونکي لکه جیمز ویبد ابتدايي مطالعې لپاره کایناتو همدارنګه د نوي بنسټیز فزیک د پیل امکان.  

*** 

اخځ:  

1. Prasad U., 2021.James Webb Space Telescope (JWST): لومړنی فضا څارونکی چې د لومړني کائنات مطالعې ته وقف شوی. ساینسي اروپا. په 6 نومبر 2021 کې خپور شوی. دلته شتون لري http://scientificeuropean.co.uk/sciences/space/james-webb-space-telescope-jwst-the-first-space-observatory-dedicated-to-the-study-of-early-universe/

2. Pritchard JA and Loeb A., 2012. 21 cm کاسمولوژي په 21 پیړۍ کې. په فزیک کې د پرمختګ په اړه راپورونه 75 086901. دلته شتون لري https://iopscience.iop.org/article/10.1088/0034-4885/75/8/086901. پری چاپ په arXiv کې شتون لري https://arxiv.org/abs/1109.6012  pdf نسخه  https://arxiv.org/pdf/1109.6012.pdf 

3. اکسفورډ پوهنتون. د کاسمولوژي فلسفه - 21 سانتي متره شالید. په کې شتون لري http://philosophy-of-cosmology.ox.ac.uk/21cm-background.html 

4. بومن، جې، راجرز، اې، مونسالو، آر او نور. د جذب پروفایل د اسمان اوسط سپیکٹرم کې په 78 میګاهرتز کې متمرکز دی. فطرت 555، 67-70 (2018). https://doi.org/10.1038/nature25792 

5. de Lera Acedo, E., de Villiers, DIL, Razavi-Ghods, N. et al. د ریچ راډیومیټر د ریډ شفټ z ≈ 21-7.5 څخه د 28-cm هایدروجن سیګنال کشف کولو لپاره. ناټ اسټرون (2022). https://doi.org/10.1038/s41550-022-01709-9  

6. Eloy de Lera Acedo 2022. د REACH راډیومیټر سره د ماشوم کائنات اسرار افشا کول. په آنلاین کې شتون لري  https://astronomycommunity.nature.com/posts/u 

***