బిగ్ బ్యాంగ్ – AI రూపొందించిన చిత్రం. విశ్వం యొక్క ప్రారంభ కాలక్రమం ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు పాత సంకేతాలను ఎలా గుర్తించాలో సిగ్నల్ శాస్త్రవేత్తలు వెంబడిస్తున్నారు.

చిత్రం: జేమ్స్ వెబ్ టెలిస్కోప్ 13. 8 బిలియన్ సంవత్సరాల తర్వాత 13-బిలియన్ సంవత్సరాల నాటి సిగ్నల్ ఏమి వెల్లడిస్తుంది, బిగ్ బ్యాంగ్ ఎందుకు క్షీణించలేదు? కాస్మిక్ మూలాల కోసం అన్వేషణలో తదుపరి ఏమి వస్తుంది, మన గెలాక్సీ ఉనికిలో ఉండకముందే దాని ప్రయాణాన్ని ప్రారంభించిన ధ్వనిని వినండి. ఇప్పుడు ఖగోళ శాస్త్రవేత్తలు చేస్తున్నది అదే.

వారు భూమికి చేరుకోవడానికి 13 బిలియన్ సంవత్సరాలకు పైగా ప్రయాణించిన మందమైన సంకేతాలను అందుకుంటున్నారు. పాలపుంత రూపుదిద్దుకోవడానికి చాలా కాలం ముందు విశ్వం ఇంకా చాలా చిన్న వయస్సులో ఉన్న సమయం నుండి ఈ సంకేతాలు వచ్చాయి.

ఇది విశ్వం యొక్క తొలి డైరీ పేజీలను చదవడం లాంటిది. త్రవ్వడం లేదా శిలాజాల ద్వారా కాదు, బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత మిగిలిపోయిన చాలా బలహీనమైన రేడియో మరియు మైక్రోవేవ్ సిగ్నల్‌లను అధ్యయనం చేయడం ద్వారా.

మహా విస్ఫోటనం తర్వాత బిలియన్ల సంవత్సరాల తర్వాత పాలపుంత కలిసి వచ్చింది. కానీ ఈ రోజు మనం గుర్తించే కొన్ని కాంతి మరియు రేడియో తరంగాలు విశ్వం యొక్క మొదటి బిలియన్ సంవత్సరాలలో విడుదలయ్యాయి. ఈ సంకేతాలు అప్పటి నుండి ప్రయాణిస్తూనే ఉన్నాయి, అవి అంతరిక్షం యొక్క విస్తరణ ద్వారా నెమ్మదిగా విస్తరించి, చివరకు మన టెలిస్కోప్‌లను చేరుకునే వరకు.

ఒక అరుదైన సాధనలో, CLASS (కాస్మోలజీ లార్జ్ యాంగ్యులర్ స్కేల్ సర్వేయర్) ప్రాజెక్ట్‌కు చెందిన ఖగోళ భౌతిక శాస్త్రవేత్తలు చిలీలోని ఆండీస్ పర్వతాలలో భూమి ఆధారిత టెలిస్కోప్‌లను ఉపయోగించి కాస్మిక్ డాన్ నుండి 13 బిలియన్ సంవత్సరాల నాటి మైక్రోవేవ్ సిగ్నల్‌ను కనుగొన్నారు. US నేషనల్ సైన్స్ ఫౌండేషన్ ద్వారా నిధులు సమకూర్చబడిన ఈ బృందం, జాన్స్ హాప్‌కిన్స్ విశ్వవిద్యాలయానికి చెందిన ప్రొఫెసర్ టోబియాస్ మ్యారేజ్ నేతృత్వంలోని మందమైన ధ్రువణ మైక్రోవేవ్‌లను సంగ్రహించింది, ఇది బిగ్ బ్యాంగ్ నుండి మిగిలిపోయిన కాంతిని మొదటి విశ్వ నిర్మాణాలు ఎలా ప్రభావితం చేశాయో తెలుపుతుంది.

అంతరిక్ష టెలిస్కోప్‌లు మాత్రమే దీనిని సాధించగలవని మునుపటి అంచనాలను ధిక్కరిస్తూ భూమి నుండి అటువంటి సిగ్నల్ కనుగొనబడటం ఇదే మొదటిసారి. బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత, విశ్వం వేడిగా మరియు దట్టంగా ఉంది. అది చల్లబడినప్పుడు, కణాలు కలిసి తటస్థ అణువులను ఏర్పరుస్తాయి.

దాదాపు 380,000 సంవత్సరాల తరువాత, కాంతి చివరకు స్వేచ్ఛగా కదలగలదు. ఈ కాంతి ఇప్పటికీ కాస్మిక్ మైక్రోవేవ్ నేపథ్యంగా ఉంది. ఆ తర్వాత సుదీర్ఘ చీకటి కాలం వచ్చింది.

నక్షత్రాలు లేవు, గెలాక్సీలు లేవు మరియు కనిపించే కాంతి లేదు. ఈ దశను కాస్మిక్ డార్క్ ఏజ్ అంటారు. బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత సుమారు 50 మిలియన్ మరియు ఒక బిలియన్ సంవత్సరాల మధ్య, మొదటి నక్షత్రాలు మరియు గెలాక్సీలు ఏర్పడటం ప్రారంభించాయి.

శాస్త్రవేత్తలు ఈ కాలాన్ని కాస్మిక్ డాన్ అని పిలుస్తారు. ఈ సమయం నుండి సంకేతాలు ముఖ్యంగా విలువైనవి ఎందుకంటే విశ్వం చీకటి నుండి కాంతికి ఎలా కదిలిందో చూపిస్తుంది.

పాపులేషన్ III నక్షత్రాలు అని పిలుస్తారు, ప్రారంభ నక్షత్రాలు భారీగా ఉండేవి, దాదాపు పూర్తిగా హైడ్రోజన్ మరియు హీలియంతో కూడి ఉంటాయి మరియు త్వరగా కాలిపోయాయి. వాటి అతినీలలోహిత వికిరణం హైడ్రోజన్ వాయువు చుట్టూ అయనీకరణం చెందింది, కాంతి స్వేచ్ఛగా ప్రయాణించేలా చేస్తుంది మరియు విశ్వం చీకటి నుండి కాంతికి మారడాన్ని సూచిస్తుంది.

ఆస్ట్రేలియాలోని పెర్త్‌లోని ఇంటర్నేషనల్ సెంటర్ ఫర్ రేడియో ఆస్ట్రానమీ రీసెర్చ్‌లోని పరిశోధనా శాస్త్రవేత్త లైవ్ సైన్స్‌తో మాట్లాడుతూ, “ఇది మన విశ్వంలో అత్యంత కనిపెట్టబడని కాలాలలో ఒకటి. “నేర్చుకోవడానికి చాలా ఉంది.

“ప్రారంభ విశ్వం నుండి అత్యంత ముఖ్యమైన ఆధారాలలో ఒకటి హైడ్రోజన్ నుండి వచ్చింది. బిగ్ బ్యాంగ్ తర్వాత హైడ్రోజన్ చాలా స్థలాన్ని నింపింది.

తటస్థ హైడ్రోజన్ సహజంగా 21-సెంటీమీటర్ లైన్ అని పిలువబడే బలహీనమైన రేడియో సిగ్నల్‌ను ఉత్పత్తి చేస్తుంది. ఈ సంకేతాన్ని ట్రాక్ చేయడం ద్వారా, శాస్త్రవేత్తలు బిలియన్ల సంవత్సరాల క్రితం హైడ్రోజన్ ఎలా ప్రవర్తించిందో మరియు మొదటి నక్షత్రాలు మరియు కాల రంధ్రాలు దానిని ఎలా ప్రభావితం చేశాయో తెలుసుకోవచ్చు. విశ్వం విస్తరించినప్పుడు, ఈ సంకేతం ఎక్కువ తరంగదైర్ఘ్యాలకు విస్తరించబడింది.

దీని ధ్రువణత, అంటే తరంగాలు నిర్దిష్ట దిశలలో సమలేఖనం అవుతాయి, విశ్వం యొక్క పెద్ద-స్థాయి నిర్మాణం యొక్క మ్యాప్‌ను అందించడం ద్వారా ప్రారంభ పదార్థం యొక్క పంపిణీ మరియు కదలికను బహిర్గతం చేయగలదు. ఇది విశ్వ పరిణామాన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి ధ్రువణాన్ని కీలక సాధనంగా చేస్తుంది. సుదూర గెలాక్సీల నుండి వచ్చే కాంతికి భిన్నంగా, చూడటానికి చాలా కష్టంగా ఉంటుంది, హైడ్రోజన్ సిగ్నల్ పెద్ద కథను చెబుతుంది.

ప్రకాశవంతమైన వస్తువులు ఉన్న చోటే కాకుండా అంతరిక్షంలోని భారీ ప్రాంతాలలో ఏమి జరుగుతుందో ఇది చూపిస్తుంది. ఈ పురాతన మైక్రోవేవ్‌లు మసకబారడమే కాకుండా ధ్రువీకరించబడ్డాయి-అంటే ప్రారంభ పదార్థంతో పరస్పర చర్యల కారణంగా వాటి తరంగాలు నిర్దిష్ట దిశల్లో సమలేఖనం అవుతాయి. భూమి నుండి వాటిని గుర్తించడం చాలా సవాలుగా ఉంది ఎందుకంటే అవి భూసంబంధమైన రేడియో శబ్దం, ఉపగ్రహాలు మరియు వాతావరణ పరిస్థితుల ద్వారా సులభంగా మునిగిపోతాయి.

CLASS బృందం చిలీలోని అధిక-ఎత్తు సైట్‌లను ఉపయోగించడం ద్వారా ఈ సవాళ్లను అధిగమించింది, నాసా యొక్క WMAP మరియు ESA యొక్క ప్లాంక్ వంటి అంతరిక్ష మిషన్‌లతో వారి డేటాను క్రాస్-రిఫరెన్స్ చేయడం మరియు నిజమైన కాస్మిక్ సిగ్నల్‌ను వేరుచేయడానికి జోక్యాన్ని జాగ్రత్తగా ఫిల్టర్ చేయడం. రీచ్ మరియు ఫ్యూచర్ స్క్వేర్ కిలోమీటర్ అర్రే (SKA) వంటి ప్రాజెక్ట్‌లు ఈ పరిశీలనలను విస్తరించేందుకు మరియు విశ్వం అంతటా ఇలాంటి సంకేతాలను గుర్తించేందుకు రూపొందించబడ్డాయి.

మొదటి నక్షత్రాలు స్విచ్ ఆన్ చేసినప్పుడు, అవి అతినీలలోహిత మరియు ఎక్స్-రే రేడియేషన్‌ను విడుదల చేశాయి. ఇది హైడ్రోజన్ ప్రవర్తించే విధానాన్ని మార్చింది.

ఆ మార్పులు 21 సెంటీమీటర్ల సిగ్నల్‌లో నమోదు చేయబడ్డాయి. దాని బలం మరియు నమూనాను అధ్యయనం చేయడం ద్వారా, శాస్త్రవేత్తలు మొదటి నక్షత్రాలు ఎప్పుడు ఏర్పడ్డాయి మరియు అవి ఎంత శక్తివంతంగా ఉన్నాయో తెలుసుకోవచ్చు. జేమ్స్ వెబ్ స్పేస్ టెలిస్కోప్ వంటి టెలిస్కోప్‌లు ప్రారంభ గెలాక్సీల నుండి కాంతి కోసం చూస్తాయి.

కానీ ఈ పురాతన హైడ్రోజన్ సిగ్నల్స్ కోసం, శాస్త్రవేత్తలు రేడియో టెలిస్కోప్‌లపై ఆధారపడతారు. రేడియో పరిశీలనలు ఆప్టికల్ మరియు ఇన్‌ఫ్రారెడ్ అధ్యయనాలను పూర్తి చేస్తాయి.

JWST నిజమైన గెలాక్సీలు మరియు నక్షత్రాలు ఏర్పడుతున్నట్లు చూపుతుండగా, రేడియో సిగ్నల్స్ పరిసర వాయువు మరియు పెద్ద-స్థాయి నిర్మాణాల స్థితిని వెల్లడిస్తాయి. కలిసి, వారు ప్రారంభ విశ్వం యొక్క పూర్తి చిత్రాన్ని ఇస్తారు. ఈ పురాతన సంకేతాలు చాలా బలహీనంగా ఉన్నాయి, భూమి, ఉపగ్రహాలు మరియు మన స్వంత గెలాక్సీ నుండి రేడియో శబ్దం కింద సులభంగా ఖననం చేయబడతాయి.

అందుకే శాస్త్రవేత్తలకు చాలా సున్నితమైన పరికరాలు మరియు రిమోట్ స్థానాలు అవసరం. భవిష్యత్ అబ్జర్వేటరీలను చంద్రునిపై కూడా ఉంచవచ్చు, ఇక్కడ భూమి యొక్క జోక్యం నిరోధించబడుతుంది.

JWST ఇప్పటికే విశ్వం యొక్క ప్రారంభ సంవత్సరాల నుండి ఆశ్చర్యకరంగా పరిణతి చెందిన మరియు అస్తవ్యస్తమైన గెలాక్సీలను కనుగొంది. JWST డేటాను రేడియో కొలతలతో కలపడం వలన శాస్త్రవేత్తలు పర్యావరణాలు మరియు గెలాక్సీలు రెండింటినీ అర్థం చేసుకోగలుగుతారు. చిలీలోని భూ-ఆధారిత టెలిస్కోప్‌ల నుండి ఇటీవలి పరిశీలనలు సుమారు 13 బిలియన్ సంవత్సరాల నాటి సంకేతాలను అందుకున్నాయి.

కాస్మిక్ డాన్ సమయంలో హైడ్రోజన్ వాయువు ఇప్పటికే శక్తివంతమైన రేడియేషన్ ద్వారా ప్రభావితమవుతుందని ఈ సంకేతాలు సూచిస్తున్నాయి. ఇంతకుముందు అనుకున్నదానికంటే చాలా ముందుగానే నక్షత్రాలు తమ పరిసరాలను ప్రభావితం చేశాయని ఇది చూపిస్తుంది.

ధ్రువణత మరియు 21-సెం.మీ సిగ్నల్ నమూనాలను పరిశీలించడం ద్వారా, పరిశోధకులు నక్షత్రాల నిర్మాణ రేట్లు, నక్షత్రాల పరిమాణాలు మరియు ప్రారంభ స్టార్‌లైట్ యొక్క తీవ్రతను అంచనా వేయవచ్చు. తొలితరం తారలు మనం ఈరోజు చూస్తున్నట్లుగా ఉండేవారు కాదు.

అవి హైడ్రోజన్ మరియు హీలియం నుండి ఏర్పడ్డాయి, దాదాపు భారీ మూలకాలు లేవు. శాస్త్రవేత్తలు ఈ నక్షత్రాలు చాలా పెద్దవి మరియు త్వరగా కాలిపోయాయి.

ప్రారంభ గెలాక్సీలు వేగంగా ఏర్పడ్డాయని మరియు ఊహించిన దానికంటే ఎక్కువ అస్తవ్యస్తంగా ఉన్నాయని పరిశీలనలు సూచిస్తున్నాయి. ఇది క్రమంగా నిర్మాణ నిర్మాణం గురించి పాత ఆలోచనలను సవాలు చేస్తుంది మరియు పదార్థం ఎంత త్వరగా కలిసిపోయిందనే ప్రశ్నలను లేవనెత్తుతుంది. కొత్త ఆవిష్కరణలు ఉన్నప్పటికీ, చాలా విషయాలు అస్పష్టంగా ఉన్నాయి.

శాస్త్రవేత్తలు ఇప్పటికీ మొదటి నక్షత్రాలు ఎప్పుడు ఏర్పడ్డాయి, అవి ఎంత భారీగా ఉన్నాయి మరియు గెలాక్సీలు ఎంత త్వరగా పెరిగాయో తెలుసుకోవాలనుకుంటున్నారు. ప్రారంభ కాల రంధ్రాలు తమ పరిసరాలను మరియు నక్షత్రమండలాల మద్యవున్న మాధ్యమాన్ని ఎలా ఆకృతి చేశాయో అర్థం చేసుకోవడం కూడా వారి లక్ష్యం. SKA, రీచ్ మరియు మూన్-బేస్డ్ అబ్జర్వేటరీల వంటి భవిష్యత్ సాధనాలు చివరకు ఈ రహస్యాలను పరిష్కరించవచ్చు.

విశ్వం యొక్క మొదటి బిలియన్ సంవత్సరాల గురించి తెలుసుకోవడం శాస్త్రవేత్తలు ప్రతిదీ ఎలా జరిగిందో అర్థం చేసుకోవడానికి సహాయపడుతుంది. ఇది పదార్థం, శక్తి మరియు విశ్వాన్ని ఆకృతి చేసే శక్తుల గురించి సిద్ధాంతాలను తెలియజేస్తుంది. మనం సమయానికి తిరిగి వెళ్లలేకపోయినా, ఈ పురాతన సంకేతాలు విశ్వం యొక్క ప్రారంభ అధ్యాయాలను చదవడానికి అనుమతిస్తాయి.

ధ్రువణ మైక్రోవేవ్‌లను పరిశీలించడం ద్వారా, శాస్త్రవేత్తలు ప్రారంభ నక్షత్రాలు మరియు గెలాక్సీలు వాటి పరిసరాలను ఎలా ప్రభావితం చేశాయో, పెద్ద-స్థాయి విశ్వ నిర్మాణాలను ఎలా రూపొందించాయో మరియు ఆధునిక గెలాక్సీలకు పునాదులు వేశాయి. ఒకప్పుడు అంతరిక్ష టెలిస్కోప్‌లు మాత్రమే సాధించగలిగే ఆవిష్కరణలను ఇప్పుడు భూ-ఆధారిత సాంకేతికత ఎనేబుల్ చేస్తోంది.

పాలపుంత కంటే పాత సంకేతాలను గుర్తించడం విశ్వ చరిత్రపై మన అవగాహనను మారుస్తోంది. శక్తివంతమైన ఆప్టికల్ టెలిస్కోప్‌లతో రేడియో పరిశీలనలను కలపడం ద్వారా, శాస్త్రవేత్తలు విశ్వం యొక్క ప్రారంభ రోజుల యొక్క స్పష్టమైన చిత్రాన్ని నెమ్మదిగా రూపొందిస్తున్నారు.

ప్రతి కొత్త సంకేతం చీకటి వెలుగులోకి ఎలా దారితీసింది మరియు ఈ రోజు మనం జీవిస్తున్న విశ్వం ఎలా మొదట ఆకృతిని పొందడం ప్రారంభించింది అనే కథకు మరొక భాగాన్ని జోడిస్తుంది. రాబోయే దశాబ్దాలు కాస్మిక్ డాన్, దాని నక్షత్రాలు, గెలాక్సీలు మరియు కాస్మోస్ యొక్క మూలాల గురించి మరింత వెల్లడిస్తానని వాగ్దానం చేస్తుంది.