James Webb teleskop je na čele kozmického prieskumu a odhaľuje bezprecedentné objavy. Vyprodukoval najdetailnejší infračervený obrázok vesmíru, objavil najstaršie pozorované galaxie a identifikoval najvzdialenejšiu známu aktívnu supermasívnu čiernu dieru. Tieto úspechy zdôrazňujú potrebu starostlivo analyzovať naše pozorovania pred tým, ako sa vytvoria závery, pretože by mohli vyvolať výzvy a pretvoriť existujúce teórie o formovaní raného vesmíru. Sme na pokraji odhalenia kozmického plánu, ktorý formoval rozsiahly priestor vesmíru?

Galaxie v dobe temnoty

Nachádzame galaxie v dobe temnoty. Nemáme o nich najmenšiu predstavu. Vedúci výskumník bol tak šokovaný týmito údajmi, že mu z úst vyletela káva, keď si uvedomil, aké dáta má k dispozícii. Buď nechápeme, ako sa tvoria galaxie – samozrejme, že to plne nechápeme, preto sme postavili tento teleskop – ale všetko, čo vieme o hmote a energii, nám hovorí, že by to malo byť v dobe temnoty. Niečo sa muselo zmeniť, musíme sa vrátiť a nejako to upraviť na spôsoby, ktoré ešte nepoznáme alebo nechápeme, alebo nejaký nový typ objektu, ktorý sa odlišuje od všetkých, aké sme kedy videli, nemal problém formovať sa v tejto dobe temnoty. Alebo naše umiestnenie do doby temnoty je nejakým spôsobom chybné. Založené je to len na obrázkoch týchto galaxií a ich vlastnostiach cez obrázky. Na čo teraz čakáme, je spektrum týchto galaxií, týchto objektov. Ani ich nebudem volať galaxiami, pretože to môže byť niečo iné. To nám môže povedať, aké chemické prvky tam sú. Ak získame spektrum týchto objektov, budeme vedieť, z čoho sú vyrobené. Dokonca budeme môcť lepšie určiť ich vzdialenosť. Možno je niečo, čo kontaminuje náš odhad ich vzdialenosti, a možno sú skutočne na hranici doby temnoty, ale nejakým spôsobom sa tvária, ako keby boli o niečo ďalej, hlboko v dobe temnoty.

Nový vek kozmického objavovania

S James Webbovým teleskopom nepozorujeme len vzdialené galaxie s úžasnou jasnosťou, ale prinášame novú éru kozmického objavovania. Tento výkonný teleskop je špeciálne navrhnutý na štúdium formovania galaxií na začiatku vesmíru a využíva infračervené svetlo na pohľad späť až 13 miliárd rokov do minulosti. Ako uviedol astrofyzik Neil deGrasse Tyson, umožňuje nám to vidieť vesmír spôsobom, aký sme nikdy predtým nevideli. JWST teda predstavuje kvantový skok v našom chápaní vesmíru, plní vysoké očakávania a vyvoláva obrovské nadšenie z toho, čo nás čaká v našom prieskume vesmíru. Je možné, že James Webbov teleskop drží odpoveď na dlhodobú záhadu, ako vznikol vesmír? Teória veľkého tresku, ktorá je vedúcim vysvetlením pôvodu vesmíru, opisuje rýchlu expanziu z horúceho a hustého stavu. Webb priamo nepozoruje okamih veľkého tresku, ale pomáha nám pozorovať dôsledky tejto udalosti. Webb nám môže poskytnúť aj empirické dôkazy, ktoré môžu buď podporiť, alebo vyvrátiť súčasné kozmologické modely, vrátane teórie veľkého tresku. Je navrhnutý na pozorovanie svetla z prvých hviezd a galaxií, ktoré sa sformovali niekoľko stoviek miliónov rokov po veľkom tresku. Štúdiom týchto raných nebeských objektov môžu astronómovia získať viac informácií o podmienkach a procesoch v ranom vesmíre.

Veda a objavovanie

Takýmto spôsobom funguje veda už od roku 1600, keď Galileo začal kodifikovať to, čo ľudia pravdepodobne vedeli, že by sa malo diať, ale nikto to vo veľkom nerealizoval. Ak máš nápad o niečom, potom to testuješ viacerými spôsobmi a necháš aj iných ľudí to otestovať. Ak ti testy poskytujú konzistentné výsledky, máš nové pochopenie vesmíru. Keď sa to stane, toto poznanie vesmíru nezmizne, neodstráni sa. Čo sa zvyčajne stane, je, že máš hlbšie pochopenie vesmíru, do ktorého sa toto pochopenie zakomponuje a zistíš, že si pochopil iba malú, veľmi malú časť väčšieho celku. Ale tá malá časť, ktorú si pochopil, kde si mal viacero experimentov, ktoré to potvrdili, sa nezmení.

Hubblová konštanta a rozširovanie vesmíru

Pri hlbšom preskúmavaní schopností James Webbovho teleskopu narazíme na jeho kľúčovú úlohu pri jednej z najdlhšie trvajúcich záhad astronómie: rýchlosti rozširovania vesmíru. Centrálnym bodom tejto hádanky je Hubblová konštanta, ktorá je kritickou hodnotou, ktorá nám pomáha určiť, ako rýchlo sa vesmír rozširuje. Táto konštanta bola dlho predmetom diskusií, pričom teoretické modely a teleskopické pozorovania často prezentujú konfliktné čísla. Existujú dve rôzne merania veku vesmíru. Jedno z nich pochádza z supernov, keď explodujú, sú jasnejšie ako galaxia, v ktorej sa nachádzajú, takže vyžarujú obrovské množstvo energie. Takže môžete vidieť supernovu prakticky na hranici vesmíru. Supernovy majú spoločné vlastnosti, kde explodujú, ako jasné sú, ako rýchlo ich jasnosť klesá, toto kalibrujete a môžete získať vzdialenosť k tejto supernove. A vďaka expanznému tempu vesmíru získate vek vesmíru. Existuje iná metóda, ktorá pozoruje kozmické mikrovlnné pozadie a nevyužíva supernovy. Každá z týchto metód je veľmi presná, no nezhodujú sa o veľkosti alebo veku vesmíru, a to bolo len o trochu. A môžete povedať, že je to len trochu. Ale neistoty v týchto meraniach vylučujú druhú odpoveď ako správnu. Nemôžete mať dve čísla. Je to 13,75 alebo 13,83? Medzi priateľmi si to kto kupuje? Tie dve merania sú prísne, takže je to problém. Je to vedecký problém a nazýva sa to napätie, kozmologické napätie a nie je v súčasnosti vyriešené. Poslednýkrát, keď som to kontroloval, nevedeli sme vyriešiť rozdiel medzi týmito dvoma metódami. Takže buď nechápeme supernovy, alebo nechápeme kozmické pozadie, ale myslíme si, že áno, a preto dostávame nesprávnu presnosť v odpovedi, alebo sa deje niečo iné, čo môže zahŕňať obe, alebo možno sa nad vekom vesmíru zamýšľať ako nad otázkou, ktorá sama o sebe nemá zmysel.

Presnosť merania vzdialeností

Skúmaním týchto hviezd svojimi pokročilými infračervenými schopnosťami sa očakáva, že JWST poskytne presnejšie merania kozmických vzdialeností, čím ponúkne potenciálne riešenie Hubblovho problému. Ako pokračujú tieto pozorovania, astronómovia po celom svete netrpezlivo čakajú na poznatky, ktoré JWST prinesie, s nádejou, že pomôže zmieriť rozdiely medzi teoretickými predpoveďami a observačnými dátami.

Strategické umiestnenie

Umiestnenie webového teleskopu na druhom Lagrangeovom bode L2, približne 1,5 milióna kilometrov od Zeme, je kľúčovo strategické. V tejto unikátnej pozícii teleskop ťaží zo stabilnej obežnej dráhy vďaka rovnováhe gravitačných síl vyvíjaných Zemou a Slnkom. Táto stabilita je nevyhnutná pre presné a konzistentné pozorovania. Okrem toho, ako zvýraznil Tyson, jeho umiestnenie na opačnej strane Zeme od Slnka je významnou výhodou. Toto umiestnenie zabezpečuje neobmedzený výhľad na kozmos, bez potenciálneho rušenia svetlom a teplom Zeme, čím poskytuje ideálne prostredie pre web, aby pozoroval najstaršie a najvzdialenejšie kozmické objekty v neprekonateľnej čistote.

Jedinečné inžinierske a vedecké vlastnosti

Existuje vlastnosť James Webbovho teleskopu, o ktorej sa veľa nehovorí. Ľudia ho považujú len za ďalší veľký teleskop, ktorý je tam hore vo vesmíre a prináša nám úžasné obrázky, ale existujú určité inžinierske a vedecké vlastnosti, ktoré sú jedinečné a myslím si, že stojí za to ich vyzdvihnúť. Na rozdiel od Hubblovho teleskopu, ktorý obiehal Zem vzdialený 579,36 kilometra, je tento teleskop umiestnený milión kilometrov ďaleko v opačnom smere od Slnka od Zeme. Teleskop a Zem spolu obiehajú okolo Slnka, takže ak sa pozriete späť smerom k Zemi, Slnko bude vždy tam. Má určitý pohyb, ale neodchýli sa od tejto polohy, aj keď v rámci tejto polohy dochádza k určitému pohybu. Bodom je, že občas Zem zablokuje Slnko. Hodnota tohto je, že vždy viete, ktorým smerom je Slnko. Ak chcete fotiť niečo, čo je tmavé, buď to osvietite sami, čo pre raný vesmír nemôžeme urobiť, alebo môžete urobiť dlhý expozičný čas, aby ste umožnili nahromadenie svetla. Ale počas tohto dlhého expozičného času nemôžete pohnúť kamerou. Nemôžeme fotografovať vesmír bleskom, takže musíme nechať expozíciu otvorenú dlhý čas.

Pozorovanie našej slnečnej sústavy

Hoci hlavnou úlohou James Webbovho teleskopu je pozorovať vzdialenú minulosť a pozorovať jedny z prvých hviezd a galaxií vesmíru, jeho nový pohľad na našu vlastnú slnečnú sústavu bol ničím iným ako inšpiratívny. James Webbov teleskop sa nedávno zameriaval na Urán, ľadového obra, ktorý je jedinečný svojím bočným otáčaním. Zachytil detailné obrázky planetárnych prstencov, mesiacov a atmosferických vlastností, vrátane búrok a sezónneho polárneho krytu. Uránova charakteristická náklonitosť približne 98 stupňov vedie k extrémnym sezónnym variáciám, pričom každý pól zažíva buď neustály slnečný svit, alebo tmu približne 21 rokov.

Výhľad do budúcnosti

Ako sa rok 2023 končí, hľadíme smerom k roku 2024 s narastajúcim nadšením. Cesta James Webbovho teleskopu práve naberá na dynamike a vydáva sa na obrovskú výpravu objavovania, ktorá presahuje dokonca aj naše najväčšie očakávania. Nastávajúci rok je plný potenciálu dramaticky zmeniť naše chápanie kozmu a vyvolať obnovený pocit zvedavosti a údivu u astronómov a nadšencov po celom svete.