Bildekreditt: NSF
Astronomer fra National Science Foundation og Caltech har laget de mest detaljerte bildene som noen gang er laget av det eldste lyset som er sendt ut av universet. Teamet brukte Cosmic Background Imager, en rekke sensitive mikrobølgedetektorer i den chilenske ørkenen, for å samle lys som hadde reist 14 milliarder år for å nå jorden; det viser oss universet på bare 300 000 år gammelt, akkurat som frø av materie hadde begynt å danne seg, og ble til slutt galakser, stjerner, planeter og oss.
Astronomer som opererer fra et avsidesliggende platå i den chilenske ørkenen, har produsert de mest detaljerte bildene som noen gang er laget av det eldste lyset som sendes ut av universet, og gir uavhengig bekreftelse av kontroversielle teorier om materiens og energiens opprinnelse.
Ved å skyve grensene for tilgjengelig teknologi oppdaget Cosmic Background Imager (CBI) finansiert av National Science Foundation (NSF) og California Institute of Technology (Caltech) små variasjoner i den kosmiske mikrobølgebakgrunnen, strålingen som har reist til Jorden over nesten 14 milliarder år. Et kart over svingningene viser de første tentative frøene av materie og energi som senere skulle utvikle seg til klynger av hundrevis av galakser.
Målingene gir også uavhengige bevis for den lenge omdiskuterte teori om inflasjon, som sier at universet gjennomgikk en voldsom ekspansjon i sine første mikro-øyeblikk. Etter omtrent 300 000 år avkjølte den seg nok til å la materiefrøene dannes og ble "gjennomsiktig", slik at lys kunne passere gjennom. CBI observerte rester av den tidlige strålingen. Dataene hjelper også forskere med å lære mer om den frastøtende kraften som kalles “mørk energi” som ser ut til å trosse tyngdekraften og tvinge universet til å akselerere i stadig større tempo.
"Dette er grunnleggende forskning på sitt fineste og mest spennende," sa NSF-direktør Rita Colwell. ”Hvert nye bilde av det tidlige universet foredler vår modell for hvordan det hele begynte. Akkurat som universet vokser og sprer seg, fortsetter menneskets kunnskap om vår egen opprinnelse å vokse, takket være den tekniske ekspertisen og pasientens utholdenhet fra forskere som disse. "
"Vi har sett for første gang frøene som ga opphav til galakser klynger, og dermed satt teorier om galaksedannelse på et solid observasjonsfelt," sa teamleder Anthony Readhead fra Caltech. "Disse unike observasjonene med høy oppløsning gir et nytt sett med kritiske tester av kosmologi, og gir nye og uavhengige bevis på at universet er flatt og er dominert av mørk materie og mørk energi."
Readhead, med Caltech-kollegene Steve Padin og Timothy Pearson og andre fra Canada, Chile og USA, genererte de fineste målingene til dags dato for den kosmiske mikrobølgebakgrunnen. Kosmisk mikrobølgeovnbakgrunn (CMB) er en oversikt over de første fotonene som rømte fra det raskt avkjølende, sammenvoksende universet omtrent 300 000 år etter den kosmiske eksplosjonen kjent som Big Bang som antas å ha gitt fødsel til universet.
Data fra CBI om temperaturfordelinger i CMB støtter en modifisering av Big Bang-teorien; at modifisering kalles inflasjonsteori. Inflasjonen sier at det varme plasmaet i det første universet gjennomgikk en ekstrem og rask ekspansjon i løpet av sine første 10 -32 sekunder. Variasjonene i temperatur målt av CBI er så små som 10 milliondeler av en grad.
Ved å plotte toppene for temperaturfordeling viste forskerne at de nøyaktige CBI-dataene er helt i samsvar med inflasjonen og bekrefter tidligere funn fra andre forskere. I april 2000 kunngjorde et internasjonalt team av kosmologer ledet av Caltechs Andrew Lange det første overbevisende beviset på at universet er flatt - det vil si at dets geometri er slik at parallelle linjer verken vil konvergere eller diverge. Langes team observerte med en annen frekvens fra CBI ved å bruke en ballong i høy høyde fløyet over Antarktis.
Siden den gang har to andre team - ved bruk av uavhengige metoder - avslørt sine analyser av de veldig svake temperaturvariasjonene blant de kosmiske mikrobølgene. De fire instrumentene har utført presise målinger av parametere som kosmologer lenge har brukt for å beskrive det tidlige universet. Hvert datasett har gitt nye ledetråder til formen av det embryonale plasmaet og har trukket forskere nærmere endelige svar. NSF har støttet arbeidet til alle fire lag og deres instrumenter, noen av dem i mer enn 15 år.
Fem artikler om CBI-data ble sendt i dag til Astrophysical Journal for publisering.
CBI består av 13 interferometre montert på en plattform på 6 meter, som opererer med frekvenser fra 26 GHz til 36 GHz. Atacama - CBI ligger i den tørreste ørkenen i verden - og drar fordel av den lave luftfuktigheten i en høyde av 5 080 meter (16 700 fot). NSF har støttet CBI-forskningen siden 1995. Nasjonalt råd for vitenskap og teknologi i Chile ga CBI-nettstedet.
Originalkilde: NSF News Release
