Telescopio usa ondas de radio para arrojar luz acerca del Big Bang
The Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment CHIME
Por Kenneth Hicks, para The Columbus Dispatch Septiembre 02 de 2017
Si usted toma un viaje al oeste de Canadá y camina en las colinas cerca de Penticton, Columbia Británica, puede encontrar una gran estructura con una serie de half-pipes (medios tubos) y concluir que debe ser un campo de entrenamiento para snowboarders.
Pero te equivocas. Es un radiotelescopio de nueva construcción en el Dominion Radio Astrophysical Observatory, en colaboración con la Universidad de Columbia Británica, la Universidad McGill de Montreal y la Universidad de Toronto. Se llama CHIME (el experimento canadiense de mapeo de intensidad de hidrógeno).
El objetivo de CHIME es mapear la luz residual del Big Bang. Comenzará a tomar mediciones este año.
La luz es una onda electromagnética; tales ondas van desde ondas de radio más largas hasta la longitud de onda muy corta de los rayos X y los rayos gamma. La mayor parte de la luz residual del Big Bang, llamada fondo cósmico de microondas (CMB), tiene longitudes de onda de varias pulgadas, igual que en un horno de microondas.
Varios satélites espaciales han diseñado, en las últimas décadas, el espectro del CMB. El buen acuerdo entre los modelos matemáticos del Big Bang y el espectro de microondas observado proporciona uno de los tres pilares principales que conforman los cimientos teóricos del Big Bang. (Los otros dos pilares son el universo en expansión observado y la nucleosíntesis de elementos ligeros como el helio y el deuterio).
Kenneth Hicks
Lo que es diferente en CHIME es que se observa en longitudes de onda de radio. En otras palabras, no mapea directamente el CMB, pero detecta una longitud de onda específica de luz que está asociada con una transición cuántica en el átomo de hidrógeno. A partir de esto, CHIME puede ver si la materia en el universo (que está en su mayor parte en forma de hidrógeno) está espacialmente distribuida como se esperaba de los modelos del Big Bang.
Normalmente, un radiotelescopio se construye en forma de un parabólico plato, que puede ser apuntado en direcciones diferentes, al igual que un telescopio reflector. CHIME es una alternativa de bajo costo, donde los half-pipes están alineados con el Polo Norte celeste y barren el cielo para las ondas de radio mientras gira la Tierra. Este es el mismo principio utilizado por el plato de radio más grande del mundo, ubicado en Arecibo, Puerto Rico (y que ha aparecido en algunas películas de acción).
Con su geometría única, CHIME puede escanear alrededor de la mitad del cielo en un día determinado. Se sintoniza para detectar las ondas de radio emitidas por los átomos de hidrógeno a muchos millones de kilómetros de distancia. La luz de esta distancia está cambiada de rojo, lo que significa que tiene longitudes de onda más largas que se ven aquí en la Tierra, debido al universo en expansión. A medida que el universo se expande, las cosas se alejan unas de otras a alta velocidad, haciendo que la longitud de onda sea más larga, como la forma en que un bocina de un coche baja de tono cuando se aleja del oyente. Este es un proceso conocido conocido como el efecto Doppler.
La conclusión es que CHIME mapeará la distribución de materia del universo temprano, de la misma manera que exploraciones anteriores del fondo cósmico de microondas han trazado la luz residual del Big Bang. En particular, los modelos matemáticos predicen que debe haber una estructura a gran escala para la distribución de la materia llamada "oscilaciones acústicas bariónicas". CHIME tendrá suficiente resolución espacial para medir esta estructura a gran escala.
Se están desarrollando nuevas ideas para probar las bases del modelo Big Bang. A medida que el modelo matemático se vuelve más refinado por las observaciones de mayor precisión, esto conduce a nuevas predicciones teóricas, lo que a su vez conduce a la construcción de nuevos instrumentos para probar esas predicciones.
La ciencia nunca es estacionaria, y no se contenta con decir, "Ese problema se resuelve". Los astrónomos, como cualquier buen científico, están siempre probando los límites del conocimiento aceptado. Eso es lo que mantiene la investigación interesante.
Kenneth Hicks es profesor de física y astronomía en la Universidad de Ohio en Atenas.
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The Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment CHIME
Por Kenneth Hicks, para The Columbus Dispatch Septiembre 02 de 2017
Si usted toma un viaje al oeste de Canadá y camina en las colinas cerca de Penticton, Columbia Británica, puede encontrar una gran estructura con una serie de half-pipes (medios tubos) y concluir que debe ser un campo de entrenamiento para snowboarders.
Pero te equivocas. Es un radiotelescopio de nueva construcción en el Dominion Radio Astrophysical Observatory, en colaboración con la Universidad de Columbia Británica, la Universidad McGill de Montreal y la Universidad de Toronto. Se llama CHIME (el experimento canadiense de mapeo de intensidad de hidrógeno).
El objetivo de CHIME es mapear la luz residual del Big Bang. Comenzará a tomar mediciones este año.
La luz es una onda electromagnética; tales ondas van desde ondas de radio más largas hasta la longitud de onda muy corta de los rayos X y los rayos gamma. La mayor parte de la luz residual del Big Bang, llamada fondo cósmico de microondas (CMB), tiene longitudes de onda de varias pulgadas, igual que en un horno de microondas.
Varios satélites espaciales han diseñado, en las últimas décadas, el espectro del CMB. El buen acuerdo entre los modelos matemáticos del Big Bang y el espectro de microondas observado proporciona uno de los tres pilares principales que conforman los cimientos teóricos del Big Bang. (Los otros dos pilares son el universo en expansión observado y la nucleosíntesis de elementos ligeros como el helio y el deuterio).
Kenneth Hicks
Lo que es diferente en CHIME es que se observa en longitudes de onda de radio. En otras palabras, no mapea directamente el CMB, pero detecta una longitud de onda específica de luz que está asociada con una transición cuántica en el átomo de hidrógeno. A partir de esto, CHIME puede ver si la materia en el universo (que está en su mayor parte en forma de hidrógeno) está espacialmente distribuida como se esperaba de los modelos del Big Bang.
Normalmente, un radiotelescopio se construye en forma de un parabólico plato, que puede ser apuntado en direcciones diferentes, al igual que un telescopio reflector. CHIME es una alternativa de bajo costo, donde los half-pipes están alineados con el Polo Norte celeste y barren el cielo para las ondas de radio mientras gira la Tierra. Este es el mismo principio utilizado por el plato de radio más grande del mundo, ubicado en Arecibo, Puerto Rico (y que ha aparecido en algunas películas de acción).
Con su geometría única, CHIME puede escanear alrededor de la mitad del cielo en un día determinado. Se sintoniza para detectar las ondas de radio emitidas por los átomos de hidrógeno a muchos millones de kilómetros de distancia. La luz de esta distancia está cambiada de rojo, lo que significa que tiene longitudes de onda más largas que se ven aquí en la Tierra, debido al universo en expansión. A medida que el universo se expande, las cosas se alejan unas de otras a alta velocidad, haciendo que la longitud de onda sea más larga, como la forma en que un bocina de un coche baja de tono cuando se aleja del oyente. Este es un proceso conocido conocido como el efecto Doppler.
La conclusión es que CHIME mapeará la distribución de materia del universo temprano, de la misma manera que exploraciones anteriores del fondo cósmico de microondas han trazado la luz residual del Big Bang. En particular, los modelos matemáticos predicen que debe haber una estructura a gran escala para la distribución de la materia llamada "oscilaciones acústicas bariónicas". CHIME tendrá suficiente resolución espacial para medir esta estructura a gran escala.
Se están desarrollando nuevas ideas para probar las bases del modelo Big Bang. A medida que el modelo matemático se vuelve más refinado por las observaciones de mayor precisión, esto conduce a nuevas predicciones teóricas, lo que a su vez conduce a la construcción de nuevos instrumentos para probar esas predicciones.
La ciencia nunca es estacionaria, y no se contenta con decir, "Ese problema se resuelve". Los astrónomos, como cualquier buen científico, están siempre probando los límites del conocimiento aceptado. Eso es lo que mantiene la investigación interesante.
Kenneth Hicks es profesor de física y astronomía en la Universidad de Ohio en Atenas.
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