Μόλις πήραμε το πιο καθαρό στιγμιότυπο από το πρώτο φως που πέρασε μέσα από το Σύμπαν, δήλωσαν οι αστρονόμοι.

Έπειτα από πέντε χρόνια κοιτάζοντας στον ουρανό, το Κοσμολογικό Τηλεσκόπιο Atacama (ACT) συνέταξε τον πιο λεπτομερή χάρτη που έχουμε δει ποτέ για το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων – το αχνό φως που διαπερνά το Σύμπαν μόλις 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη .

Τώρα έχουμε ένα πιο καθαρό “παράθυρο” στη βρεφική ηλικία του Σύμπαντος, αποκαλύπτοντας με μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ πόση μάζα υπάρχει σε αυτό, πόσο μεγάλη είναι και ότι η μεγαλύτερη κρίση της κοσμολογίας – η σταθερά Hubble – παραμένει άλυτη, ισχυρίζονται οι επιστήμονες.

Τα ευρήματα αναφέρθηκαν λεπτομερώς σε τρία προεκτυπωμένα έγγραφα της μελέτης που ανέβηκαν στο arXiv και στον ιστότοπο ACT του Πανεπιστημίου Πρίνστον .

«Βλέπουμε τα πρώτα βήματα στη δημιουργία των αρχαιότερων αστεριών και γαλαξιών», λέει η φυσική Suzanne Staggs του Πανεπιστημίου Princeton στις ΗΠΑ.

“Και δεν βλέπουμε μόνο φως και σκοτάδι, βλέπουμε την πόλωση του φωτός σε υψηλή ανάλυση. Αυτός είναι ένας καθοριστικός παράγοντας που διακρίνει το ACT από το Planck και άλλα, παλαιότερα τηλεσκόπια.”

Δεν μπορούμε να δούμε μέχρι τη Μεγάλη Έκρηξη. Το πρώιμο Σύμπαν ήταν γεμάτο με μια παχιά, θολή, αδιαφανή ομίχλη ιονισμένου πλάσματος. Αυτό το μέσο ήταν αδιαπέραστο στο φως. Οποιαδήποτε φωτόνια κινούνται μέσα στο σκοτάδι απλώς διασκόρπισαν ελεύθερα ηλεκτρόνια.

Μόλις 380.000 χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη αυτά τα σωματίδια άρχισαν να συνδυάζονται σε ουδέτερο αέριο, κυρίως υδρογόνο .Αυτό το πρώτο φως είναι η Ακτινοβολία Υποβάθρου ή Κοσμική Μικροκυματική Ακτινοβολία Υποβάθρου (CMB) CMB.

Όπως μπορείτε να φανταστείτε, περίπου 13,4 δισεκατομμύρια χρόνια αργότερα, το CMB είναι πολύ, πολύ αχνό και χαμηλής ενέργειας, οπότε χρειάζεται πολύς χρόνος παρατήρησης για να το ανιχνεύσετε, και πολλή ανάλυση για να το ξεπεράσετε ανάμεσα σε όλες τις άλλες πηγές φωτός στο Σύμπαν.

Η σύνταξη ενός χάρτη του CMB ήταν δουλειά πολλών δεκαετιών, με τον πρώτο χάρτη παντού που κυκλοφόρησε το 2010 , ο οποίος συντάχθηκε από δεδομένα που συλλέχθηκαν από το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck. Από τότε, οι επιστήμονες εργάζονται για να βελτιώσουν την ανάλυση του χάρτη, ώστε να μπορούμε να μάθουμε περισσότερα για το πώς γεννήθηκε το Σύμπαν μας.

Αυτό έχουμε τώρα με την πιο πρόσφατη δημοσιοποίηση δεδομένων από την ACT, που δείχνει την ένταση και την πόλωση του CMB με μεγαλύτερη σαφήνεια από ποτέ. Η πόλωση είναι ο βαθμός στον οποίο περιστρέφεται ένα κύμα φωτός, το οποίο οι αστρονόμοι μπορούν να αποκωδικοποιήσουν για να συμπεράνουν τη φύση των περιβαλλόντων μέσα από τα οποία έχει ταξιδέψει το φως.

«Πριν, έπρεπε να δούμε πού ήταν τα πράγματα και τώρα βλέπουμε επίσης πώς κινούνται», λέει ο Staggs. «Όπως από την παλίρροια στη Γη μπορούμε να συμπεράνουμε την παρουσία της Σελήνης , η κίνηση που παρακολουθείται από την πόλωση του φωτός μας λέει πόσο ισχυρή ήταν η έλξη της βαρύτητας σε διάφορα μέρη του διαστήματος».

Το CMB μας δίνει ένα μέσο μέτρησης της εξέλιξης του Σύμπαντος. Μπορούμε να δούμε την κατάσταση του παιχνιδιού τώρα και σε διαφορετικές χρονικές στιγμές κατά τη διάρκεια της ιστορίας του Σύμπαντος και να τη συγκρίνουμε με το CMB για να χαρτογραφήσουμε τα 13,8 δισεκατομμύρια χρόνια από τη Μεγάλη Έκρηξη.

«Έχουμε μετρήσει με μεγαλύτερη ακρίβεια ότι το παρατηρήσιμο Σύμπαν εκτείνεται σχεδόν 50 δισεκατομμύρια έτη φωτός προς όλες τις κατευθύνσεις από εμάς», λέει η κοσμολόγος Erminia Calabrese από το Πανεπιστήμιο του Κάρντιφ στο Ηνωμένο Βασίλειο, «και περιέχει μάζα όσο 1.900 «ζέτα-ήλιους», (zetta-suns), όπου 1 ζέτα-ήλιος = 10²¹ ήλιοι – δηλαδή περίπου δύο τρισεκατομμύρια φορές τη μάζα του Ήλιου μας».

Από αυτούς τους 1.900 ζέτα-ήλιους:

Μόνο 100 αντιστοιχούν στη συμβατική ύλη, την οποία μπορούμε να παρατηρήσουμε.
500 ζέτα-ήλιοι αποτελούνται από σκοτεινή ύλη, μια μυστηριώδης μορφή ύλης που αλληλεπιδρά μόνο μέσω της βαρύτητας.
1.300 ζέτα-ήλιοι αποδίδονται στη σκοτεινή ενέργεια, μια άγνωστη δύναμη που επιταχύνει την επέκταση του σύμπαντος.
Η συμβατική ύλη του σύμπαντος αποτελείται κατά 75% από υδρογόνο και κατά 25% από ήλιο.

«Μπορούμε να δούμε αμέσως πίσω από την κοσμική ιστορία», λέει ο αστροφυσικός Jo Dunkley από το Πανεπιστήμιο του Πρίνστον. «Από τον δικό μας Γαλαξία, έξω από μακρινούς γαλαξίες που φιλοξενούν τεράστιες μαύρες τρύπες και τεράστια σμήνη γαλαξιών, μέχρι εκείνη την εποχή της βρεφικής ηλικίας».

Τα τελευταία χρόνια, οι κοσμολόγοι έχουν διαφωνήσει σχετικά με τη σταθερά Hubble , τον ρυθμό με τον οποίο το διάστημα επεκτείνεται σήμερα. Οι μετρήσεις που προέρχονται από το CMB έχουν δείξει σταθερά ρυθμό διαστολής 67–68 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο ανά megaparsec, ενώ οι μετρήσεις που προέρχονται από την κίνηση των κοντινών γαλαξιών δείχνουν μια σταθερά Hubble τόσο υψηλή όσο 73–74 km/s/Mpc, ενισχύοντας τη θεωρία ότι η διαστολή του σύμπαντος επιταχύνεται λόγω της σκοτεινής ενέργειας.

Τα τρία έγγραφα έχουν ανέβει στο arXiv και είναι διαθέσιμα στον ιστότοπο του Πρίνστον .

Δείτε ΦΩΤΟ ΕΔΩ

photo: pixabay