Ultrazvuková vákuová komora spustila simuláciu raného vesmíru a prišla s niekoľkými zaujímavými zisteniami o tom, ako prostredie vyzeralo krátko po vzniku Veľkého tresku.
Konkrétne sa atómy zhlukovali do vzorov podobných kozmickému mikrovlnnému pozadiu - verilo sa, že sú ozvenou intenzívneho výbuchu, ktorý vytvoril začiatok vesmíru. Vedci mapovali CMB v postupne vyššom rozlíšení pomocou niekoľkých ďalekohľadov, ale tento experiment je prvým svojho druhu, ktorý ukázal, ako sa štruktúra vyvinula na začiatku času, keď ju chápeme.
Teória Veľkého tresku (nezamieňať ju s populárnou televíznou šou) má za cieľ opísať vývoj vesmíru. Zatiaľ čo mnohí odborníci tvrdia, že ukazuje, ako vesmír prišiel „od ničoho“, kozmologický model zhody, ktorý popisuje teóriu, nehovorí nič o tom, odkiaľ vesmír pochádza. Namiesto toho sa zameriava na aplikáciu dvoch veľkých fyzikálnych modelov (všeobecná relativita a štandardný model časticovej fyziky). Prečítajte si viac o Veľkom tresku tu.
CMB je jednoduchšie povedané, elektromagnetické žiarenie, ktoré zapĺňa vesmír. Vedci sa domnievajú, že to ukazuje ozvu času, keď bol vesmír omnoho menší, teplejší a hustejší a naplnený po okraj vodíkovou plazmou. Plazma a žiarenie, ktoré ju obklopovalo, sa postupne zväčšovali, keď sa vesmír zväčšoval. (Viac informácií o CMB je tu.) V jednom okamihu bola žiara z plazmy taká hustá, že vesmír bol nepriehľadný, ale priehľadnosť sa pri vytváraní stabilných atómov zvyšovala. Zvyšky sú však stále viditeľné v mikrovlnnom rozsahu.
Nový výskum používal ultracoldové atómy cézia vo vákuovej komore na univerzite v Chicagu. Keď tím tieto atómy ochladil na miliardtinu stupňa nad absolútnou nulou (čo je -459,67 stupňov Fahrenheita alebo -273,15 stupňov Celzia), štruktúry, ktoré videli, sa javili veľmi podobné CMB.
Tým, že ochladili 10 000 atómov v experimente, aby kontrolovali, ako silne atómy navzájom interagujú, boli schopní vytvoriť jav, ktorý je veľmi zhruba podobný tomu, ako sa zvukové vlny pohybujú vo vzduchu.
„Pri tejto ultracoldovej teplote sa atómy hromadia vzrušene,“ uviedol Cheng Chin, výskumník fyziky na Chicagskej univerzite, ktorý sa zúčastnil na výskume. Tento jav bol prvýkrát opísaný ruským fyzikom Andreim Sacharovom a je známy ako akustické kmity Sakharova.
Prečo je teda experiment dôležitý? To nám umožňuje podrobnejšie sledovať, čo sa stalo po Veľkom tresku.
CMB je jednoducho zamrznutý čas a nevyvíja sa, čo vyžaduje, aby sa vedci ponorili do laboratória, aby zistili, čo sa deje.
"V našej simulácii môžeme skutočne sledovať celý vývoj Sacharovových kmitov," uviedol Chen-Lung Hung, ktorý viedol výskum. v roku 2011 na University of Chicago a teraz je v Kalifornskom technologickom inštitúte.
Hung aj Chin plánujú robiť viac práce s atómami ultracold. Budúce smery výskumu by mohli zahŕňať také veci, ako fungujú čierne diery alebo ako sa formovali galaxie.
Publikovaný výskum si môžete prečítať online na vedaWebová stránka.
Zdroj: University of Chicago
