Ylimäräinen tyhjiökammio simuloi varhaista maailmankaikkeutta ja teki mielenkiintoisia havaintoja siitä, miltä ympäristö näytti pian ison iskun jälkeen.
Erityisesti atomit ryhmittyivät kosmisen mikroaaltotaustan tapaisiin malleihin - uskoivat olevan voimakkaan purskeen kaiku, joka muodosti maailmankaikkeuden alun. Tutkijat ovat kartoittaneet CMB: n asteittain korkeammalla resoluutiolla käyttämällä useita kaukoputkia, mutta tämä koe on ensimmäinen laatuaan osoittaa kuinka rakenne kehittyi ajan alussa sellaisena kuin ymmärrämme sen.
Big Bang -teorian (jota ei pidä sekoittaa suosittuun televisio-ohjelmaan) tarkoituksena on kuvata maailmankaikkeuden evoluutiota. Vaikka monet oppilaat sanovat sen osoittavan, kuinka maailmankaikkeus tuli "tyhjästä", teoriaa kuvaava kosmologinen malli ei sano mitään siitä, mistä universumi tuli. Sen sijaan se keskittyy soveltamaan kahta suurta fysiikkamallia (yleinen suhteellisuusteoria ja hiukkasfysiikan standardimalli). Lue lisää Big Bangista täältä.
CMB on yksinkertaisemmin sanottuna sähkömagneettinen säteily, joka täyttää maailmankaikkeuden. Tutkijoiden mielestä se osoittaa kaikua ajasta, jolloin maailmankaikkeus oli paljon pienempi, kuumempi ja tiheämpi ja täyttyi reunaan vetyplasmalla. Plasma ja sitä ympäröivä säteily jäähtyivät vähitellen maailmankaikkeuden kasvaessa. (Lisätietoja CMB: stä on täällä.) Kerran plasmasta paistunut hehku oli niin tiheää, että maailmankaikkeus oli läpinäkymätön, mutta läpinäkyvyys kasvoi, kun muodostui vakaita atomeja. Mutta jäämät ovat edelleen näkyvissä mikroaaltoalueella.
Uudessa tutkimuksessa käytettiin ultrakevyt cesiumatomia Chicagon yliopiston tyhjiökammiossa. Kun joukkue jäähdytti nämä atomit miljardiin astetta absoluuttisen nollan yläpuolelle (joka on -459,67 astetta Fahrenheit tai -273,15 astetta), heidän näkemänsä rakenteet näyttivät hyvin samanlaisilta kuin CMB.
Sammuttamalla kokeessa 10 000 atomia, jotta voitaisiin hallita kuinka voimakkaasti atomit ovat vuorovaikutuksessa keskenään, he pystyivät tuottamaan ilmiön, joka on hyvin karkeasti sanottuna samanlainen kuin ääniaallon liikkuvuus ilmassa.
"Tässä ylimääräisessä lämpötilassa atomit innostuvat yhdessä", totesi tutkimukseen osallistunut Chicagon yliopiston fysiikan tutkija Cheng Chin. Tämän ilmiön kuvasi ensin venäläinen fyysikko Andrei Saharov, ja se tunnetaan nimellä Saharov-akustiset värähtelyt.
Joten miksi kokeilu on tärkeä? Sen avulla voimme seurata tarkemmin mitä tapahtui Ison räjähdyksen jälkeen.
CMB on yksinkertaisesti jäädytetty ajankohta, eikä se muutu, mikä edellyttää tutkijoiden sukeltamista laboratorioon selvittääkseen mitä tapahtuu.
"Simulaatiossamme voimme tosiasiallisesti seurata Saharov-värähtelyjen koko kehitystä", kertoi tutkimuksen vetänyt Chen-Lung Hung ansainnut tohtorin tutkinnon. vuonna 2011 Chicagon yliopistossa, ja on nyt Kalifornian teknillisessä instituutissa.
Sekä Hung että Chin suunnittelevat tekevänsä enemmän työtä ultrakoldisten atomien kanssa. Tulevat tutkimussuunnat voisivat sisältää asioita, kuten mustien aukkojen toiminta tai galaksien muodostumisen.
Voit lukea julkaistun tutkimuksen verkossa tiedeVerkkosivusto.
Lähde: Chicagon yliopisto
