Kuvan luotto: NSF
Tähtitieteilijät National Science Foundationista ja Caltechista ovat luoneet yksityiskohtaisimmat kuvat, jotka koskaan on tehty maailmankaikkeuden vanhimmasta valosta. Ryhmä käytti Cosmic Background Imager -sarjaa, herkkien mikroaaltoilmaisimien ryhmää Chilen autiomaassa, kerätäkseen valoa, joka oli matkustanut 14 miljardia vuotta päästäkseen Maahan; se näyttää meille maailmankaikkeuden, joka on vain 300 000 vuotta vanha, aivan kuten aineen siemenet olivat alkaneet muodostua ja lopulta tulla galakseiksi, tähtiä, planeettoja ja meitä.
Astronomit, jotka toimivat kaukaisella ylätasangolta Chilen autiomaassa, ovat tuottaneet yksityiskohtaisimmat kuvat, jotka koskaan on tehty maailmankaikkeuden vanhimmasta valosta, antamalla riippumattoman vahvistuksen kiistanalaisista teorioista aineen ja energian alkuperästä.
Kansallisen tiedesäätiön (NSF) ja Kalifornian teknillisen instituutin (Caltech) rahoittama kosminen taustakuva (CBI) havaitsi käytettävissä olevan tekniikan rajat ja havaitsi kosmisen mikroaaltotaustan pienimmät variaatiot, säteily, joka on matkustanut Maan yli 14 miljardia vuotta. Vaihteluiden kartta näyttää ensimmäiset alustavat aineen ja energian siemenet, jotka myöhemmin kehittyisivät satojen galaksien klustereiksi.
Mittaukset tarjoavat myös riippumattomia todisteita pitkään keskustelusta inflaatioteoriasta, jonka mukaan maailmankaikkeus on kiihtynyt ensimmäisissä mikromomenteissaan. Noin 300 000 vuoden kuluttua se jäähtyi tarpeeksi, jotta aineen siemenet pystyivät muodostumaan, ja siitä tuli ”läpinäkyvä”, jolloin valo pääsi läpi. CBI havaitsi varhaisen säteilyn jäännökset. Tiedot auttavat myös tutkijoita oppimaan enemmän "pimeäksi energiaksi" kutsuttuun torjuvasta voimasta, joka näyttää uhmaavan painovoimaa ja pakottavan maailmankaikkeuden kiihtymään jatkuvasti kasvavassa tahdissa.
"Tämä on perustutkimus parhaimmalla ja mielenkiintoisimmalla", sanoi NSF: n johtaja Rita Colwell. ”Jokainen uusi kuva varhaisesta maailmankaikkeudesta tarkentaa malliamme siitä, kuinka se kaikki alkoi. Aivan kuin maailmankaikkeus kasvaa ja leviää, ihmiskunnan tieto omasta alkuperästään kasvaa jatkuvasti, kuten tällaisten tutkijoiden tekninen asiantuntemus ja potilaan pysyvyys. "
"Olemme nähneet ensimmäistä kertaa siemenet, jotka ovat johtaneet galaksiklusterien muodostumiseen, jolloin galaksien muodostumisen teoriat asetetaan tiukalle havainnolliselle pohjalle", sanoi ryhmänjohtaja Anthony Readhead Caltechista. "Nämä ainutlaatuiset korkean resoluution havainnot tarjoavat uuden joukon kosmologian kriittisiä testejä ja tarjoavat uutta ja riippumatonta näyttöä siitä, että maailmankaikkeus on tasainen ja hallitsee tumma aine ja tumma energia."
Readhead loi Caltech-kollegoiden Steve Padinin ja Timothy Pearsonin sekä muiden Kanadasta, Chilestä ja Yhdysvalloista koostuvien hienoimpia mittoja kosmiselle mikroaaltotaustalle. Kosminen mikroaaltotausta (CMB) on ennätys ensimmäisistä fotoneista, jotka pakenivat nopeasti jäähtyvästä, yhdentyvästä universumista noin 300 000 vuotta kosmisen räjähdyksen jälkeen, jota kutsutaan nimellä Big Bang, jonka uskotaan yleisesti synnyttävän maailmankaikkeutta.
CBI: n tiedot lämpötilan jakautumisesta CMB: ssä tukevat Big Bang -teorian modifikaatiota; tätä modifikaatiota kutsutaan inflaatioteoriumiksi. Inflaatio toteaa, että alkuperäisen maailmankaikkeuden kuuma plasma sai aikaan äärimmäisen ja nopean laajentumisen ensimmäisessä 10–32 sekunnissaan. CBI: n mittaamat lämpötilan vaihtelut ovat niin pieniä kuin 10 miljoonasosa astetta.
Piirrättämällä lämpötilan jakautumisen piikit, tutkijat osoittivat, että tarkat CBI-tiedot ovat täysin yhdenmukaisia inflaation kanssa ja vahvistavat muiden tutkijoiden aiemmat havainnot. Huhtikuussa 2000 Caltechin Andrew Langen johtama kansainvälinen kosmologiryhmä ilmoitti ensimmäisen vakuuttavan näytön siitä, että maailmankaikkeus on tasainen - ts. Sen geometria on sellainen, että rinnakkaisviivat eivät konvergoidu tai eroa toisistaan. Langen joukkue havaitsi eri taajuudella kuin CBI, käyttäen Antarktikan yli lennettyä korkealla olevaa ilmapalloa.
Sittemmin kaksi muuta ryhmää - käyttämällä riippumattomia menetelmiä - ovat paljastaneet analyysinsä kosmisen mikroaalton erittäin heikoista lämpötilanvaihteluista. Nämä neljä instrumenttia ovat suorittaneet tarkat parametrien mittaukset, joita kosmologit ovat jo kauan käyttäneet varhaisen maailmankaikkeuden kuvaamiseen. Jokainen tietosarja on tarjonnut uusia johtolankoja alkion plasman muotoon ja vetänyt tutkijoita lähemmäksi lopullisia vastauksia. NSF on tukenut kaikkien neljän ryhmän ja heidän soittimien työtä, jotkut niistä jo yli 15 vuoden ajan.
Viisi asiakirjaa CBI-tiedoista toimitettiin tänään Astrophysical Journal -sivustolle julkaistavaksi.
CBI koostuu 13 interferometristä, jotka on asennettu 6-metriseen halkaisijaltaan alustaan ja toimivat taajuuksilla 26 GHz - 36 GHz. Sijaitsee maailman kuivimmassa autiomaassa - Atacama - CBI hyödyntää matalaa kosteutta 5 080 metrin (16 700 jalkaa) korkeudessa. NSF on tukenut CBI-tutkimusta vuodesta 1995. Chilen kansallinen tiede- ja teknologianeuvosto toimitti CBI-sivuston.
Alkuperäinen lähde: NSF: n lehdistötiedote
