Το αρχαιότερο φως στο Σύμπαν

Η μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου δεν είναι απόλυτα ομοιόμορφη σε όλο τον ουρανό. Τα διαφορετικά χρώματα αντιστοιχούν σε μικρές διακυμάνσεις της θερμοκρασίας (ESA/Planck Cοnsortium)


Παρίσι
Το ευρωπαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο Planck ολοκλήρωσε έναν εντυπωσιακό νέο χάρτη της λεγόμενης «μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου» -το αρχαίο υπόλειμμα μιας λάμψης που γέμισε τα πάντα όταν το νεαρό Σύμπαν έγινε ξαφνικά διαφανές.

Ο χάρτης, ο λεπτομερέστερος του είδους του ως σήμερα, έχει σημαντικές συνέπειες όσον αφορά τις γνώσεις μας για τη γέννηση, την εξέλιξη, τη δομή και τη σύσταση του Σύμπαντος.

Τα σημαντικότερα νέα ευρήματα:
Η ηλικία του Σύμπαντος εκτιμάται στα 13,81 δισεκατομμύρια χρόνια, 50 με 80 εκατομμύρια χρόνια περισσότερο από ό,τι σε προηγούμενες εκτιμήσεις.
Η σύσταση του Σύμπαντος δείχνει να αλλάζει ελαφρώς: Η κανονική ύλη αντιστοιχεί σε κάτι λιγότερο από 5% της συνολικής υλοενέργειας του Σύμπαντος, ενώ το ποσοστό της μυστηριώδους σκοτεινής ύλης αυξάνεται στο 26,8%, και το ποσοστό της ακόμα πιο μυστηριώδους σκοτεινής ενέργειας πέφτει ελαφρώς στο 68,3%.
Οι διακυμάνσεις της ακτινοβολίας υποβάθρου αποκαλύπτουν μια μυστηριώδη ασυμμετρία στο Σύμπαν μεταξύ του ουρανού στο βόρειο και το νότιο ημισφαίριο.
Απόφωτο

Η μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CBM) χρονολογείται στα 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, όταν το Σύμπαν είχε πια κρυώσει αρκετά ώστε το υπέρθερμο πλάσμα από το οποίο αποτελούνταν να σχηματίσει τα πρώτα άτομα υδρογόνου και ήλιου.

Αυτό επέτρεψε στα φωτόνια της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας να κινούνται ανεμπόδιστα στον χώρο -ουσιαστικά, το Σύμπαν είχε γίνει ξαφνικά διαφανές.

Τα αρχαία αυτά φωτόνια συνεχίζουν σήμερα το ταξίδι τους σε ολόκληρο τον ουρανό, υπό τη μορφή εξαιρετικά αμυδρών μικροκυμάτων.

Η ακτινοβολία αυτή μοιάζει εξαιρετικά ομοιόμορφη, στην πραγματικότητα όμως παρουσιάζει μικρές διακυμάνσεις όσον αφορά τη θερμοκρασία (ενέργεια) των φωτονίων, οι οποίες αντιστοιχούν στα διάφορα χρώματα του χάρτη.

Οι διακυμάνσεις αυτές δείχνουν ότι το νεαρό Σύμπαν δεν ήταν απόλυτα ομοιογενές· αντίθετα, ήταν γεμάτο από κβαντικές διακυμάνσεις, οι οποίες σταδιακά οδήγησαν σε συσσωματώματα ύλης από τα οποία προέκυψαν τελικά τα άστρα, οι γαλαξίες και τα υπερσμήνη γαλαξιών.

Δύο ιστορικές αποστολές της NASA, με τις ονομασίες COBE και WMAP, χαρτογράφησαν την ακτινοβολία CBM και βοήθησαν να επιβεβαιωθεί η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης για τη γέννηση του Σύμπαντος. Επέτρεψαν επίσης στους κοσμολόγους να μετρήσουν τη λεγόμενη σκοτεινή ύλη, ένα αόρατο υλικό άγνωστης σύστασης, του οποίου η ύπαρξη συμπεραίνεται από τις βαρυτικές του επιδράσεις. Τους επέτρεψε επίσης να υπολογίσουν τη λεγόμενη σκοτεινή ενέργεια, μια μυστηριώδη δύναμη που δρα αντίθετα από τη βαρύτητα και επιταχύνει τη διαστολή του Σύμπαντος.

Το ευρωπαϊκό τηλεσκόπιο Planck, τρεις φορές πιο ευαίσθητο από τις αποστολές της NASA, αυξάνει τώρα σημαντικά την ανάλυση του χάρτη.

Τα νέα δεδομένα δείχνουν ότι το Σύμπαν διαστέλλεται λίγο πιο αργά από ό,τι είχε εκτιμηθεί, με ταχύτητα 67,3 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο ανά megaparsec (ένα parsec ισούται με 3,26 έτη φωτός). Αυτό υποδεικνύει ότι το Σύμπαν είναι 50 με 80 εκατ. χρόνια πιο παλιό από ό,τι είχε εκτιμηθεί.

Πληθωρισμός

Οι μετρήσεις του Planck συνηγορούν επίσης υπέρ της θεωρίας του πληθωρισμού, σύμφωνα με την οποία το νεογέννητο Σύμπαν πέρασε μια φάση εκρηκτικής διόγκωσης. Σε αυτή τη φάση, μάλιστα διαστελλόταν με ταχύτητα μεγαλύτερη και από την ταχύτητα του φωτός (αυτό δεν διαψεύδει τον Αινστάιν, αφού τίποτα δεν κινήθηκε πιο γρήγορα από το φως. Αυτό που συνέβη ήταν ότι διεστάλη ο ίδιος ο χωροχρόνος).

Τα νέα δεδομένα στηρίζουν τη θεωρία του πληθωρισμού, η οποία σήμερα είναι γενικά αποδεκτή, ωστόσο δείχνουν να αποκλείουν ορισμένα θεωρητικά μοντέλα. Τα απλούστερα μοντέλα πληθωρισμού προβλέπουν ότι η ακτινοβολία CBM πρέπει να μοιάζει ίδια σε όλη την έκταση του ουρανού.

Το Planck, όμως, δείχνει να επιβεβαιώνει τις μυστηριώδεις παρατηρήσεις των προηγούμενων αποστολών, σύμφωνα με τις οποίες υπάρχει μια ασυμμετρία ανάμεσα στον ουρανό του βορείου ημισφαιρίου και τον ουρανό του νότιου ημισφαιρίου.

Η ασυμμετρία αυτή δεν έρχεται σε αντίθεση με την ίδια την ιδέα του πληθωρισμού στη βάση της, δείχνει όμως ότι οι κοσμολόγοι έχουν ακόμα πολλά να μάθουν για τη δομή του Σύμπαντος.

Νέα στοιχεία ίσως προκύψουν όταν οι υπεύθυνοι του Planck δημοσιεύσουν το επόμενο σετ δεδομένων στις αρχές του 2014.

tovima.gr