Πιστωτική εικόνα: NSF
Οι αστρονόμοι από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών και το Caltech δημιούργησαν τις πιο λεπτομερείς εικόνες που έγιναν ποτέ από το παλαιότερο φως που εκπέμπει το Σύμπαν. Η ομάδα χρησιμοποίησε το Cosmic Background Imager, μια σειρά ευαίσθητων ανιχνευτών μικροκυμάτων στην έρημο της Χιλής, για να συλλέξει φως που είχε ταξιδέψει 14 δισεκατομμύρια χρόνια για να φτάσει στη Γη. μας δείχνει το Σύμπαν σε ηλικία μόλις 300.000 ετών, ακριβώς όπως άρχισαν να σχηματίζονται σπόροι της ύλης, που τελικά έγιναν γαλαξίες, αστέρια, πλανήτες και εμείς.
Οι αστρονόμοι που λειτουργούν από ένα απομακρυσμένο οροπέδιο στην έρημο της Χιλής έχουν παράγει τις πιο λεπτομερείς εικόνες που έγιναν ποτέ από το παλαιότερο φως που εκπέμπεται από το σύμπαν, παρέχοντας ανεξάρτητη επιβεβαίωση αμφιλεγόμενων θεωριών σχετικά με την προέλευση της ύλης και της ενέργειας.
Πιέζοντας τα όρια της διαθέσιμης τεχνολογίας, το Cosmic Background Imager (CBI) που χρηματοδοτήθηκε από το Εθνικό Ίδρυμα Επιστημών (NSF) και το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech) εντόπισε μικρές παραλλαγές στο κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων, την ακτινοβολία που έχει ταξιδέψει στη Γη για σχεδόν 14 δισεκατομμύρια χρόνια. Ένας χάρτης των διακυμάνσεων δείχνει τους πρώτους δοκιμαστικούς σπόρους της ύλης και της ενέργειας που αργότερα θα εξελιχθούν σε ομάδες εκατοντάδων γαλαξιών.
Οι μετρήσεις παρέχουν επίσης ανεξάρτητα αποδεικτικά στοιχεία για τη μακροχρόνια θεωρία του πληθωρισμού, η οποία αναφέρει ότι το σύμπαν υπέστη βίαια επέκταση στις πρώτες του μικρο-στιγμές. Μετά από περίπου 300.000 χρόνια, κρυώθηκε αρκετά για να επιτρέψει στο σχηματισμό των σπόρων της ύλης και έγινε «διαφανές», επιτρέποντας στο φως να περάσει. Η CBI παρατήρησε υπολείμματα αυτής της πρώιμης ακτινοβολίας. Τα δεδομένα βοηθούν επίσης τους επιστήμονες να μάθουν περισσότερα για την απωθητική δύναμη που ονομάζεται «σκοτεινή ενέργεια» που φαίνεται να αψηφά τη βαρύτητα και να αναγκάζει το σύμπαν να επιταχύνεται με συνεχώς αυξανόμενο ρυθμό.
«Αυτή είναι η βασική έρευνα με τα καλύτερα και πιο συναρπαστικά», δήλωσε η Διευθύντρια του NSF, Ρίτα Κόλγουελ. «Κάθε νέα εικόνα του πρώιμου σύμπαντος βελτιώνει το μοντέλο μας για το πώς ξεκίνησαν όλα. Ακριβώς όπως το σύμπαν μεγαλώνει και εξαπλώνεται, η γνώση της ανθρωπότητας για τη δική μας προέλευση συνεχίζει να επεκτείνεται, χάρη στην τεχνική εμπειρογνωμοσύνη και την επιμονή των ασθενών επιστημόνων όπως αυτές. "
«Έχουμε δει, για πρώτη φορά, τους σπόρους που δημιούργησαν σμήνους γαλαξιών, θέτοντας έτσι τις θεωρίες του σχηματισμού γαλαξιών σε σταθερή βάση παρατήρησης», δήλωσε ο αρχηγός της ομάδας Anthony Readhead του Caltech. «Αυτές οι μοναδικές παρατηρήσεις υψηλής ανάλυσης παρέχουν ένα νέο σύνολο κρίσιμων δοκιμών της κοσμολογίας και παρέχουν νέα και ανεξάρτητα στοιχεία ότι το σύμπαν είναι επίπεδο και κυριαρχείται από τη σκοτεινή ύλη και τη σκοτεινή ενέργεια».
Ο Readhead, με τους συναδέλφους του Caltech Steve Padin και τον Timothy Pearson και άλλους από τον Καναδά, τη Χιλή και τις Ηνωμένες Πολιτείες, δημιούργησαν τις καλύτερες μετρήσεις μέχρι σήμερα του κοσμικού φόντου μικροκυμάτων. Το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων (CMB) είναι ένα ρεκόρ των πρώτων φωτονίων που δραπέτευσαν από το ταχέως ψυχθέν, συνενωμένο σύμπαν περίπου 300.000 χρόνια μετά την κοσμική έκρηξη γνωστή ως η Μεγάλη Έκρηξη που πιστεύεται ότι γεννήθηκε στο σύμπαν.
Τα δεδομένα από το CBI σχετικά με τις κατανομές θερμοκρασίας στο CMB υποστηρίζουν μια τροποποίηση της θεωρίας του Big Bang. αυτή η τροποποίηση ονομάζεται θεωρία πληθωρισμού. Ο πληθωρισμός δηλώνει ότι το καυτό πλάσμα του αρχικού σύμπαντος υπέστη μια ακραία και ταχεία επέκταση στο πρώτο του 10 -32 δευτερόλεπτο. Οι διακυμάνσεις της θερμοκρασίας που μετράται από το CBI είναι τόσο μικρές όσο τα 10 εκατομμύρια του βαθμού.
Σχεδιάζοντας τις κορυφές της κατανομής θερμοκρασίας, οι επιστήμονες έδειξαν ότι τα ακριβή δεδομένα CBI είναι απολύτως συνεπή με τον πληθωρισμό και επιβεβαιώνουν προηγούμενα ευρήματα από άλλους επιστήμονες. Τον Απρίλιο του 2000, μια διεθνής ομάδα κοσμολόγων με επικεφαλής τον Andrew Lange του Caltech ανακοίνωσε τα πρώτα συναρπαστικά στοιχεία ότι το σύμπαν είναι επίπεδο - δηλαδή, η γεωμετρία του είναι τέτοια ώστε οι παράλληλες γραμμές να μην συγκλίνουν ούτε να αποκλίνουν. Η ομάδα του Lange παρατήρησε σε διαφορετική συχνότητα από το CBI, χρησιμοποιώντας ένα μπαλόνι μεγάλου υψομέτρου που πετά πάνω από την Ανταρκτική.
Έκτοτε, δύο άλλες ομάδες - χρησιμοποιώντας ανεξάρτητες μεθόδους - αποκάλυψαν τις αναλύσεις τους για τις πολύ αχνές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας μεταξύ των κοσμικών μικροκυμάτων. Τα τέσσερα όργανα έχουν πραγματοποιήσει ακριβείς μετρήσεις παραμέτρων που οι κοσμολόγοι έχουν χρησιμοποιήσει εδώ και πολύ καιρό για να περιγράψουν το πρώιμο σύμπαν. Κάθε σύνολο δεδομένων έχει προσφέρει νέες ενδείξεις για τη μορφή του εμβρυϊκού πλάσματος και έχει φέρει τους επιστήμονες πιο κοντά σε οριστικές απαντήσεις. Η NSF υποστήριξε το έργο και των τεσσάρων ομάδων και των οργάνων τους, μερικές από αυτές για περισσότερα από 15 χρόνια.
Πέντε εργασίες σχετικά με τα δεδομένα CBI υποβλήθηκαν σήμερα στο Astrophysical Journal για δημοσίευση.
Το CBI αποτελείται από 13 ιντερφερόμετρα τοποθετημένα σε πλατφόρμα διαμέτρου 6 μέτρων, λειτουργώντας σε συχνότητες από 26 GHz έως 36 GHz. Βρίσκεται στην πιο ξηρή έρημο του κόσμου - το Atacama - CBI εκμεταλλεύεται τη χαμηλή υγρασία σε υψόμετρο 5.080 μέτρων (16.700 πόδια). Η NSF υποστηρίζει την έρευνα CBI από το 1995. Το Εθνικό Συμβούλιο Επιστημών και Τεχνολογίας της Χιλής παρείχε τον ιστότοπο CBI.
Αρχική πηγή: Δελτίο ειδήσεων NSF
