Et nytt detaljert bilde av spedbarnsuniverset, der rødt indikerer varme flekker og blått for de kjøligere områdene. Bildekreditt: NASA / WMAP Klikk for å forstørre
Forskere har samlet nye bevis som støtter inflasjonsteorien om utvidelse takket være nye data fra NASAs Wilkinson Microbølgeovn Anisotropy Probe (WMAP). Romfartøyet har gjort kontinuerlige observasjoner av den kosmiske bakgrunnsstrålingen; ettergløden til Big Bang. Disse siste observasjonene produserte et kart over himmelen så detaljert at forskere var i stand til å spore hvordan mikroskopiske svingninger i det primordiale universet ble forstørret i en billion av et sekund med hurtig ekspansjon for å skape stjernene og galakser vi ser i dag.
Forskere som kikker tilbake til det eldste lyset i universet, har nye bevis for å støtte inflasjonsbegrepet. Konseptet gjør at universet utvidet mange billioner ganger størrelsen på mindre enn en billion sekund i begynnelsen av big bang.
Dette funnet, gjort med NASAs Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), er basert på tre år med kontinuerlige observasjoner av den kosmiske mikrobølgebakgrunnen (CMB), etterglødelyset som ble produsert da universet var mindre enn en million år gammelt.
WMAP-polarisasjonsdata lar forskere diskriminere mellom konkurrerende modeller for inflasjon for første gang. Dette er en milepæl i kosmologien. "Vi kan nå skille mellom forskjellige versjoner av hva som skjedde i den første billionen av et sekund av universet," sa WMAPs hovedetterforsker Charles Bennett ved Johns Hopkins University i Baltimore. "Jo lengre WMAP observerer, jo mer avslører det hvordan universet vårt vokste fra mikroskopiske kvantumsvingninger til de store vidder med stjerner og galakser vi ser i dag."
Tidligere WMAP-resultater fokuserte på temperaturvariasjonene til dette lyset, som ga en nøyaktig alder av universet og innsikt i dets geometri og sammensetning. De nye WMAP-observasjonene gir ikke bare et mer detaljert temperaturkart, men også det første helhimmelskartet for polarisering av CMB. Dette store gjennombruddet vil gjøre det mulig for forskere å få mye dypere innsikt i hva som skjedde i den første billionen av et sekund av universet. WMAP-resultatene er sendt til Astrophysical Journal og er lagt ut kl
http://wmap.gsfc.nasa.gov/results
Big bang-fysikk beskriver hvordan materie og energi utviklet seg de siste 13,7 milliarder årene. WMAPs observasjon av teppet med kjølig mikrobølgestråling som gjennomsyrer universet viser mønstre som markerer frøene til det som vokste til stjerner og galakser. Mønstrene er små temperaturforskjeller i dette ekstraordinært ensartede lyset. WMAP skiller temperatursvingninger på nivåer som er finere enn en milliondel av en grad.
WMAP kan løse funksjoner i den kosmiske mikrobølgebakgrunnen basert på polarisering, eller hvordan lyset endres av miljøet det passerer gjennom. For eksempel er sollys som reflekterer av et skinnende objekt polarisert. Når du sammenligner lysstyrken til brede funksjoner og kompakte funksjoner i mikrobølgebakgrunnen, eller etterglødelys, hjelper det å fortelle historien om spedbarnsuniverset. En spådom med lang holdning var at lysstyrken ville være den samme for funksjoner i alle størrelser. Derimot spår de enkleste versjonene av inflasjon den relative lysstyrken synker etter hvert som funksjonene blir små, en trend sett i de nye dataene.
"Dette er helt nytt territorium," sa WMAP-teammedlem Lyman Page fra Princeton University i Princeton, N.J. "Polarisasjonsdataene vil bli sterkere etter hvert som WMAP fortsetter å observere mikrobølgebakgrunnen. WMAPs nye resultater øker pressen på å oppsøke inflasjonens gravitasjonsbølgetegn. Hvis gravitasjonsbølger sees i fremtidige målinger, vil det være solid bevis for inflasjon. ”
Med et rikere temperaturkart og det nye polariseringskartet favoriserer WMAP-data de enkleste versjonene av inflasjon. Generelt utgjør inflasjonen at i begynnelsen av big bang ble kvantumsvingninger - kortvarige energisprengninger på det subatomære nivået - omdannet av den raske inflasjonsutvidelsen til svingninger av materie som til slutt gjorde det mulig for stjerner og galakser å danne seg. De enkleste versjonene av inflasjon spår at svingningene i størst størrelse også vil være de sterkeste. De nye resultatene fra WMAP favoriserer denne signaturen.
Inflasjonsteori forutsier at de samme svingningene også ga primordiale gravitasjonsbølger hvis forvrengning av rom-tid etterlater en signatur i CMB-polarisasjonen. Dette vil være et viktig mål for fremtidige CMB-målinger, som, hvis funnet, vil gi en fantastisk bekreftelse på inflasjonen.
"Inflasjon var et fantastisk konsept da det først ble foreslått for 25 år siden, og nå kan vi støtte det med ekte data," sa WMAP-teammedlem Gary Hinshaw ved NASAs Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md.
WMAP, et partnerskap mellom Goddard og Princeton, ble lansert 30. juni 2001. WMAP-teamet inkluderer forskere i U.S.A. og kanadiske universiteter og institutter. For bilder og informasjon på Internett om WMAP, besøk:
http://www.nasa.gov/vision/universe/wmap_pol.html
Originalkilde: NASA News Release
