Nový podrobný obraz vesmíru dojčaťa, kde červená označuje teplé škvrny a modrá pre chladnejšie oblasti. Obrazový kredit: NASA / WMAP Kliknite pre zväčšenie
Vedci získali nové dôkazy, ktoré podporujú inflačnú teóriu expanzie vďaka novým údajom z Wilkinsonovej mikrovlnnej anizotropnej sondy (WMAP) agentúry NASA. Kozmická loď nepretržite sleduje kozmické žiarenie pozadia; následok Veľkého tresku. Tieto najnovšie pozorovania vytvorili mapu oblohy tak podrobnú, že vedci dokázali sledovať, ako boli mikroskopické fluktuácie v prapôvodnom vesmíre zväčšené za biliónty sekundy rýchlej expanzie, aby vytvorili hviezdy a galaxie, ktoré dnes vidíme.
Vedci hľadiaci späť na najstaršie svetlo vo vesmíre majú nové dôkazy na podporu koncepcie inflácie. Koncept predstavuje vesmír, ktorý sa na začiatku veľkého tresku mnohonásobne zväčšil jeho veľkosť za menej ako trilióntu sekundy.
Toto zistenie, ktoré sa uskutočnilo pomocou sondy Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), je založené na troch rokoch nepretržitého pozorovania kozmického mikrovlnného pozadia (CMB), dosvitu svetla, ktoré vzniklo, keď bol vesmír mladší ako milión rokov.
Údaje polarizácie WMAP umožňujú vedcom prvýkrát rozlišovať medzi konkurenčnými modelmi inflácie. Toto je medzník v kozmológii. „Teraz môžeme rozlíšiť medzi rôznymi verziami toho, čo sa stalo v prvej biliónovej sekunde vesmíru,“ uviedol hlavný vyšetrovateľ WMAP Charles Bennett z Johns Hopkins University v Baltimore. „Čím dlhšie pozoruje WMAP, tým viac odhaľuje, ako náš vesmír rástol z mikroskopických kvantových fluktuácií do obrovských rozmerov hviezd a galaxií, ktoré dnes vidíme.“
Predchádzajúce výsledky WMAP sa zameriavali na zmeny teploty tohto svetla, ktoré poskytovali presný vek vesmíru a nahliadli do jeho geometrie a zloženia. Nové pozorovania WMAP poskytujú nielen podrobnejšiu teplotnú mapu, ale aj prvú úplnú mapu polarizácie CMB. Tento významný prielom umožní vedcom získať oveľa hlbší pohľad na to, čo sa stalo v prvej biliónovej sekunde vesmíru. Výsledky WMAP boli predložené Astrofyzikálnemu vestníku a zverejnené na internetovej stránke
http://wmap.gsfc.nasa.gov/results
Fyzika veľkých treskov opisuje, ako sa hmota a energia vyvíjali za posledných 13,7 miliárd rokov. WMAP pozoruje pokrývku chladného mikrovlnného žiarenia, ktoré preniká do vesmíru, ukazuje vzory, ktoré označujú semená toho, čo vyrástlo na hviezdy a galaxie. Vzory sú malé teplotné rozdiely v tomto mimoriadne rovnomernom svetle. WMAP rozoznáva kolísanie teploty na úrovni jemnejšej ako milióntina stupňa.
WMAP dokáže rozlíšiť vlastnosti kozmického mikrovlnného pozadia na základe polarizácie alebo spôsobu, akým sa svetlo mení v prostredí, ktorým prechádza. Napríklad slnečné svetlo odrážajúce lesklý predmet je polarizované. Porovnanie jasu širokých funkcií s kompaktnými prvkami v pozadí mikrovlnnej rúry alebo s následným žiarením pomáha rozprávať príbeh o kojeneckom vesmíre. Jednou dlhodobou predikciou bolo, že jas bude rovnaký pre vlastnosti všetkých veľkostí. Naopak, najjednoduchšie verzie inflácie predpovedajú, že relatívna jasnosť klesá, keď sa vlastnosti zmenšujú, čo je trend v nových údajoch.
„Toto je úplne nové územie,“ povedal člen tímu WMAP Lyman Page z Princeton University v Princetone, N.J. „Polarizačné údaje sa stanú silnejšími, keď WMAP bude naďalej pozorovať mikrovlnné pozadie. Nové výsledky WMAP zvyšujú naliehavosť hľadania gravitačných vĺn inflácie. Keby sa gravitačné vlny objavili v budúcich meraniach, bolo by to dobrým dôkazom inflácie. “
Vďaka bohatšej teplotnej mape a novej polarizačnej mape uprednostňujú údaje WMAP najjednoduchšie verzie inflácie. Inflácia vo všeobecnosti predpokladá, že na začiatku veľkého tresku boli kvantové fluktuácie - krátkodobé výboje energie na subatomárnej úrovni - konvertované rýchlym inflačným rozšírením na fluktuácie hmoty, ktoré nakoniec umožnili formovanie hviezd a galaxií. Najjednoduchšie verzie inflácie predpovedajú, že najväčšie výkyvy budú tiež najsilnejšie. Nové výsledky z WMAP uprednostňujú tento podpis.
Teória inflácie predpovedá, že tieto rovnaké fluktuácie tiež vyvolali prapôvodné gravitačné vlny, ktorých skreslenie priestorového času zanecháva podpis v polarizácii CMB. Bude to dôležitý cieľ budúcich meraní CMB, ktoré, ak sa zistia, by poskytli ohromujúce potvrdenie inflácie.
„Inflácia bola úžasnou koncepciou, keď bola prvýkrát navrhnutá pred 25 rokmi, a teraz ju môžeme podporiť skutočnými údajmi,“ uviedol člen tímu WMAP Gary Hinshaw z Goddard Space Flight Center NASA v Greenbelt, Md.
WMAP, partnerstvo medzi Goddardom a Princetonom, sa začalo 30. júna 2001. Tím WMAP zahŕňa výskumných pracovníkov na amerických a kanadských univerzitách a ústavoch. Obrázky a informácie o webe týkajúce sa WMAP nájdete na:
http://www.nasa.gov/vision/universe/wmap_pol.html
Pôvodný zdroj: NASA News Release
