Ο Τζέιμς Γουέμπ πρόκειται να μας πάει στην άκρη του χρόνου. Να γιατί είναι ακόμα πιο cool από ό,τι ακούγεται

«Από ένα τροπικό δάσος στην άκρη του χρόνου, ο Τζέιμς Γουέμπ ξεκινά ένα ταξίδι πίσω στη γέννηση του Σύμπαντος» – έτσι πήγε η αφήγηση της εκτόξευσης όταν ο τελευταίος υπερδύναμος διαστημικός εξερευνητής της αστρονομίας, το διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ (JWST), απογειώθηκε από Γαλλική Γουιάνα την ημέρα των Χριστουγέννων. Όπως οι περισσότερες ανακοινώσεις κυκλοφορίας, χρησιμοποίησε λίγη ποιητική άδεια για να προσθέσει στο δράμα. Αλλά τώρα που το JWST έχει εγκατασταθεί στην τροχιά του και στέλνει πίσω τις πρώτες του εικόνες βαθμονόμησης, θα μπορούσαμε κάλλιστα να ρωτήσουμε:τι θα μας πει αυτό το όργανο για το παρελθόν και πώς λειτουργεί;

Ο χαρακτηρισμός ενός τηλεσκοπίου ως χρονομηχανής υποδηλώνει υπερβολικά και υποεκτιμώντας τις ικανότητές του. Το ίδιο το τηλεσκόπιο δεν ταξιδεύει στο χρόνο, αλλά αυτό που κάνει είναι πολύ πιο βαθύ από το να μας δίνει απλώς στοιχεία για το παρελθόν (όπως, για παράδειγμα, μια αρχαιολογική ανασκαφή ή η ανακάλυψη ενός αρχαίου λειψάνου).

Τα τηλεσκόπια που κοιτάζουν σε μακρινά σημεία του Σύμπαντος μπορούν να δουν την κοσμική μας ιστορία, απευθείας . Το JWST μπορεί να ταξιδέψει πίσω στην «άκρη του χρόνου» όχι πηγαίνοντας πραγματικά οπουδήποτε, αλλά στέλνοντάς μας άμεσες εικόνες από μερικές από τις πρώτες στιγμές του Σύμπαντος - δείχνοντάς μας πώς θα ήταν αν ήμασταν πραγματικά εκεί, περισσότερο από Πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια, βλέποντας τους πρώτους γαλαξίες να σχηματίζονται. Είναι σε θέση να το κάνει εν μέρει λόγω της τεχνολογίας, η οποία περιλαμβάνει εξαιρετικά ευαίσθητους αισθητήρες και έναν πρωτεύοντα καθρέφτη 6,5 μέτρων, και εν μέρει λόγω αυτού του ένα περίεργο κόλπο ενεργοποιείται από τη σχετικότητα του Αϊνστάιν.

Μία από τις θεμελιώδεις αρχές της σχετικότητας είναι ότι όλα όσα βλέπετε ανήκουν στο παρελθόν. Δεν υπάρχει τίποτα ιδιαίτερο για τα τηλεσκόπια από αυτή την άποψη. Στην πραγματικότητα, είναι αδύνατο να δει κανείς την παρούσα στιγμή. Επειδή το φως χρειάζεται χρόνο για να ταξιδέψει (περίπου ένα δευτερόλεπτο για κάθε 300.000 χιλιόμετρα), η εικόνα που βλέπετε για ένα μακρινό πράγμα έχει ήδη γεράσει από τη στιγμή που θα φτάσει σε εσάς – βλέπετε το πράγμα όπως ήταν κάποια στιγμή στο παρελθόν.

Δεν είναι αισθητό στην καθημερινή ζωή, επειδή η ταχύτητα του φωτός είναι τόσο γρήγορη που όταν κοιτάτε κάτι στην άλλη πλευρά του δωματίου, είναι μόνο λίγα νανοδευτερόλεπτα στο παρελθόν, από την οπτική σας γωνία. Αλλά ένα διαστημικό τηλεσκόπιο μπορεί να δει μακρινά αστέρια των οποίων το φως ταξιδεύει για εκατοντάδες ή χιλιάδες χρόνια, και γαλαξίες τόσο μακριά που τους βλέπουμε όπως ήταν πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.

Με το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble, μπορέσαμε ήδη να παρακολουθήσουμε τους γαλαξίες να λάμπουν και τα αστέρια να εκρήγνυνται μέσα στα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια μετά την ίδια τη Μεγάλη Έκρηξη. Το Hubble έχει ρίξει μια ματιά σε ιδιαίτερα φωτεινούς γαλαξίες μόνο τα πρώτα εκατοντάδες εκατομμύρια χρόνια – σε μια εποχή που ο κόσμος μόλις άρχιζε να πλημμυρίζει από το φως των αστεριών.

Μελετώντας αυτές τις εικόνες, μαθαίνουμε για τις συνθήκες του Σύμπαντος τότε:πόσο πιο ζεστό και γεμάτο ήταν, πόσο από το αέριο του περιβάλλοντος ιονιζόταν από το φως των νεογέννητων αστεριών, πώς η ύλη συγκεντρωνόταν για να σχηματιστεί οι γαλαξίες που φιλοξενούν αυτά τα αστέρια.

Και επειδή η δική μας κοσμική γειτονιά δεν φαίνεται να είναι ασυνήθιστη στο μεγάλο κοσμικό σχήμα των πραγμάτων, η μάθηση για την πρώιμη ανάπτυξη κάποιου απομακρυσμένου τμήματος του σύμπαντος μας λέει επίσης για το δικό μας παρελθόν. Και όσο πιο «συνηθισμένο» είναι αυτό το μέρος του σύμπαντος, τόσο πιο κοντά είμαστε τώρα στην παρατήρηση της προέλευσης των πάντων γύρω μας.

Η Caitlin Casey, αστρονόμος στο Πανεπιστήμιο του Τέξας στο Ώστιν, που θα είναι από τους πρώτους που θα χρησιμοποιήσει το JWST για να μελετήσει το μακρινό σύμπαν, γνωρίζει πόσο σημαντικό είναι ο γιγαντιαίος καθρέφτης και η υψηλή ευαισθησία του JWST.

«Το κύριο πράγμα που είναι διαφορετικό είναι ότι το JWST θα πάει 100 φορές πιο βαθιά από ό,τι οποιεσδήποτε υπάρχουσες εικόνες που έχουμε χρησιμοποιώντας επίγεια τηλεσκόπια ή Hubble», εξηγεί. «Είναι ένα ΤΕΡΑΣΤΙΟ κέρδος στην ευαισθησία, το οποίο μας επιτρέπει να αυξήσουμε τον αριθμό των πρώιμων γαλαξιών του Σύμπαντος [τα πρώτα δισεκατομμύρια χρόνια] που είναι γνωστοί με συντελεστές 100».

Σύντομα, θα μπορούμε να δούμε περισσότερα από τους πιο λαμπρούς και σπάνιους εκπροσώπους της πρώτης γενιάς γαλαξιών. Με το JWST, θα παρακολουθούμε τις πρώτες συλλογές αστεριών που συγκεντρώνονται σε όλο τον κόσμο, φωτίζοντας το περιβάλλον τους και θέτοντας τις βάσεις για το απέραντο και ποικίλο Σύμπαν που βλέπουμε σήμερα γύρω μας.

Ως αστρονόμοι, ελπίζουμε ότι το JWST θα απαντήσει επιτέλους σε μερικές από τις πιο πιεστικές ερωτήσεις μας σχετικά με την προέλευση της δομής στο Σύμπαν. Αλλά ακόμη περισσότερο από αυτό, ελπίζουμε ότι αυτή η νέα άποψη των βαθύτερων στόχων της κοσμικής ιστορίας μας θα μας παρουσιάσει νέες ερωτήσεις που δεν γνωρίζαμε καν αρκετά για να κάνουμε.

Διαβάστε περισσότερα για το JWST:

• Γιατί ήρθε η ώρα να ενθουσιαστείτε με το διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb
• Διαστημικό τηλεσκόπιο James Webb:Πώς λειτουργεί και τι θα δει;
• Instant Genius Podcast:The James Webb Space Telescope, with Stuart Clark
• Διαστημικό τηλεσκόπιο Τζέιμς Γουέμπ:Εντός των δοκιμών υψηλού κινδύνου του διαδόχου του Hubble, αξίας 7,2 δισεκατομμυρίων λιρών