Ένας υπερψυγμένος θάλαμος κενού έτρεξε μια προσομοίωση του πρώιμου σύμπαντος και βρήκε μερικά ενδιαφέροντα ευρήματα σχετικά με το πώς φαινόταν το περιβάλλον λίγο μετά το Big Bang.
Συγκεκριμένα, τα άτομα συγκεντρώθηκαν σε μοτίβα παρόμοια με το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων - πιστεύεται ότι είναι η ηχώ της έντονης έκρηξης που σχημάτισε την αρχή του σύμπαντος. Οι επιστήμονες έχουν χαρτογραφήσει το CMB σε προοδευτικά υψηλότερη ανάλυση χρησιμοποιώντας διάφορα τηλεσκόπια, αλλά αυτό το πείραμα είναι το πρώτο του είδους του που δείχνει πώς εξελίχθηκε η δομή στην αρχή του χρόνου καθώς το καταλαβαίνουμε.
Η θεωρία του Big Bang (δεν πρέπει να συγχέεται με τη δημοφιλή τηλεοπτική εκπομπή) αποσκοπεί στην περιγραφή της εξέλιξης του σύμπαντος. Ενώ πολλοί ειδικοί λένε ότι δείχνει πώς το σύμπαν προήλθε «από το τίποτα», το κοσμολογικό μοντέλο αντιστοιχίας που περιγράφει τη θεωρία δεν λέει τίποτα για το από πού προήλθε το σύμπαν. Αντίθετα, επικεντρώνεται στην εφαρμογή δύο μεγάλων μοντέλων φυσικής (γενική σχετικότητα και το πρότυπο μοντέλο της σωματιδιακής φυσικής). Διαβάστε περισσότερα για το Big Bang εδώ.
Το CMB είναι, πιο απλά, ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που γεμίζει το Σύμπαν. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι δείχνει μια ηχώ μιας εποχής που το Σύμπαν ήταν πολύ μικρότερο, πιο ζεστό και πυκνότερο, και γέμισε στο χείλος με πλάσμα υδρογόνου. Το πλάσμα και η ακτινοβολία που το περιβάλλουν σταδιακά ψύχθηκαν καθώς το Σύμπαν μεγάλωνε. (Περισσότερες πληροφορίες για το CMB είναι εδώ.) Κάποτε, η λάμψη από το πλάσμα ήταν τόσο πυκνή που το Σύμπαν ήταν αδιαφανές, αλλά η διαφάνεια αυξήθηκε καθώς σχηματίστηκαν σταθερά άτομα. Ωστόσο, τα υπολείμματα είναι ακόμα ορατά στην περιοχή μικροκυμάτων.
Η νέα έρευνα χρησιμοποίησε άτομα με πολύψυχο καίσιο σε θάλαμο κενού στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο. Όταν η ομάδα ψύχθηκε αυτά τα άτομα σε ένα δισεκατομμυριοστό του βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν (δηλαδή -459,67 βαθμούς Φαρενάιτ ή -273,15 βαθμούς Κελσίου), οι δομές που είδαν φαίνονται πολύ παρόμοιες με το CMB.
Σβήνοντας τα 10.000 άτομα στο πείραμα για να ελέγξουν πόσο έντονα αλληλεπιδρούν τα άτομα μεταξύ τους, μπόρεσαν να δημιουργήσουν ένα φαινόμενο που είναι, πολύ χονδρικά, παρόμοιο με το πώς κινούνται τα ηχητικά κύματα στον αέρα.
«Σε αυτήν την εξαιρετικά ψυχρή θερμοκρασία, τα άτομα ενθουσιάζονται συλλογικά», δήλωσε ο Cheng Chin, ερευνητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο που συμμετείχε στην έρευνα. Αυτό το φαινόμενο περιγράφηκε αρχικά από τον Ρώσο φυσικό Αντρέι Ζαχάροφ και είναι γνωστός ως ακουστική ταλάντωση του Ζαχάρωφ.
Γιατί λοιπόν είναι σημαντικό το πείραμα; Μας επιτρέπει να παρακολουθούμε πιο προσεκτικά τι συνέβη μετά το Big Bang.
Το CMB είναι απλώς μια παγωμένη στιγμή του χρόνου και δεν εξελίσσεται, απαιτώντας από τους ερευνητές να ερευνήσουν το εργαστήριο για να καταλάβουν τι συμβαίνει.
«Στην προσομοίωσή μας μπορούμε πραγματικά να παρακολουθούμε ολόκληρη την εξέλιξη των ταλαντώσεων του Ζαχάρωφ», δήλωσε ο Chen-Lung Hung, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας, κέρδισε το διδακτορικό του. το 2011 στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο και τώρα είναι στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνια.
Τόσο ο Hung όσο και ο Τσιν σχεδιάζουν να κάνουν περισσότερη δουλειά με τα άτομα με υπερβολικά ψυχρό. Οι μελλοντικές ερευνητικές οδηγίες θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν πράγματα όπως πώς λειτουργούν οι μαύρες τρύπες ή πώς σχηματίστηκαν οι γαλαξίες.
Μπορείτε να διαβάσετε τη δημοσιευμένη έρευνα online ΕπιστήμηΟ ιστότοπος.
Πηγή: Πανεπιστήμιο του Σικάγο