Et ultrakalt vakuumkammer kjørte en simulering av det tidlige universet og kom med noen interessante funn om hvordan miljøet så ut kort tid etter at Big Bang skjedde.
Konkret ble atomene samlet i mønstre som lignet på den kosmiske mikrobølgebakgrunnen - antatt å være ekkoet av det intense utbruddet som dannet begynnelsen på universet. Forskere har kartlagt CMB med gradvis høyere oppløsning ved bruk av flere teleskoper, men dette eksperimentet er det første i sitt slag som viser hvordan strukturen utviklet seg i begynnelsen av tiden slik vi forstår det.
Big Bang-teorien (for ikke å forveksle med det populære tv-showet) er ment å beskrive universets utvikling. Mens mange forståsegpåere sier at det viser hvordan universet kom “fra ingenting”, sier den samstemte kosmologiske modellen som beskriver teorien ingenting om hvor universet kom fra. I stedet fokuserer den på å anvende to store fysikkmodeller (generell relativitet og standardmodellen for partikkelfysikk). Les mer om Big Bang her.
CMB er, mer enkelt sagt, elektromagnetisk stråling som fyller universet. Forskere mener det viser et ekko av en tid da universet var mye mindre, varmere og tettere, og fylt til randen med hydrogenplasma. Plasmaet og strålingen som omgir det gradvis avkjølt etter hvert som universet ble større. (Mer informasjon om CMB er her.) På et tidspunkt var glødet fra plasmaet så tett at universet var ugjennomsiktig, men transparensen økte når stabile atomer dannet seg. Men restene er fortsatt synlige i mikrobølgeovnsserien.
Den nye forskningen brukte ultracold cesiumatomer i et vakuumkammer ved University of Chicago. Da teamet avkjølte disse atomene til en milliarddel grad over absolutt null (som er -459,67 grader Fahrenheit, eller -273,15 grader celsius), syntes strukturene de så veldig likt CMB.
Ved å slukke de 10.000 atomene i eksperimentet for å kontrollere hvor sterkt atomene interagerer med hverandre, klarte de å generere et fenomen som, veldig grovt sett, ligner på hvordan lydbølger beveger seg i luften.
"Ved denne ultrakaldte temperaturen, blir atomer begeistret kollektivt," uttalte Cheng Chin, en fysikkforsker ved University of Chicago som deltok i forskningen. Dette fenomenet ble først beskrevet av den russiske fysikeren Andrei Sakharov, og er kjent som Sakharov akustiske svingninger.
Så hvorfor er eksperimentet viktig? Det gjør at vi kan spore nærmere hva som skjedde etter Big Bang.
CMB er ganske enkelt et frossent øyeblikk av tid og er ikke i utvikling, noe som krever at forskere må fordype seg i laboratoriet for å finne ut hva som skjer.
"I vår simulering kan vi faktisk overvåke hele utviklingen av Sakharov-svingningene," sa Chen-Lung Hung, som ledet forskningen, tjente sin doktorgrad. i 2011 ved University of Chicago, og er nå ved California Institute of Technology.
Både Hung og Chin planlegger å gjøre mer arbeid med ultracold-atomene. Fremtidige forskningsinstruksjoner kan inneholde ting som hvordan sorte hull fungerer, eller hvordan galakser ble dannet.
Du kan lese den publiserte forskningen på nettet VitenskapNettsted.
Kilde: University of Chicago
