บิ๊กแบงคอนเฟิร์ม: เห็นการบิดและเปลี่ยนของแสงแรกเริ่ม

การสังเกตการณ์ล่าสุดเกี่ยวกับพื้นหลังไมโครเวฟของเอกภพ ซึ่งเป็นแสงจางๆ ที่หลงเหลือจากบิกแบง ทำให้นักจักรวาลวิทยาหันมาสนใจแผนที่เบื้องต้น ความเข้มและโพลาไรเซชันของรังสีคอสมิก-ไมโครเวฟ-พื้นหลังที่บันทึกโดย Degree Angular Scale Interferometer ท่ามกลางความแปรผันเล็กน้อยของอุณหภูมิ สีเหลืองจะร้อนที่สุด และสีแดงจะเย็นที่สุด ความยาวของเส้นสีดำแต่ละเส้นแสดงถึงความแข็งแกร่งของโพลาไรเซชัน ณ ตำแหน่งนั้น การวางแนวสะท้อนถึงทิศทาง

ความร่วมมือ อพท

เป็นครั้งแรกที่เผยให้เห็นว่าโฟตอนพื้นหลังคลื่นไมโครเวฟจากท้องฟ้าที่อยู่ติดกันสั่นสะเทือนในทิศทางที่ต่างกันเล็กน้อย การค้นพบนี้ยืนยันว่าโดยการศึกษาพื้นหลังนั้น “เรากำลังสังเกตเอกภพจริง ๆ เมื่อประมาณ 300,000 ปีหลังจากบิกแบง” กล่าว นักทฤษฎี Wayne Hu แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก การค้นพบนี้ยืนยันว่าแทบทุกอย่างที่นักดาราศาสตร์คิดว่าพวกเขาเข้าใจเกี่ยวกับเอกภพในยุคแรกเริ่มและการเกิดขึ้นของดาราจักรน่าจะเป็นเรื่องจริง เขากล่าวเสริม

หัวข้อข่าววิทยาศาสตร์ในกล่องจดหมายของคุณ

หัวข้อข่าวและบทสรุปของบทความข่าววิทยาศาสตร์ล่าสุด ส่งถึงกล่องจดหมายอีเมลของคุณทุกวันพฤหัสบดี

ที่อยู่อีเมล*

ที่อยู่อีเมลของคุณ

ลงชื่อ

หากนักดาราศาสตร์ตรวจไม่พบโพลาไรเซชัน “เราคงต้องกลับไปที่กระดานวาดภาพ” เกี่ยวกับทฤษฎีของเราเกี่ยวกับเอกภพ จอห์น อี. คาร์ลสตรอมแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าว เขาเป็นผู้นำการศึกษาใหม่เกี่ยวกับพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลและประกาศผลเมื่อสัปดาห์ที่แล้วในการประชุม Cosmo-02 ในชิคาโก

เมื่อสองปีที่แล้ว Carlstrom และเพื่อนร่วมงานของเขา รวมทั้ง John Kovac แห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก ได้ออกแบบเครื่องตรวจจับภาคพื้นดินที่พวกเขาสร้างขึ้นที่ขั้วโลกใต้ใหม่เพื่อศึกษาพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาล นักวิจัยได้ใช้เครื่องมือที่เรียกว่า Degree Angular Scale Interferometer เพื่อ บันทึกการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเล็กน้อยในพื้นหลังของไมโครเวฟ (SN: 4/28/01, p. 261: มีให้สำหรับสมาชิกที่ Sounds of the universe ยืนยัน Big Bang ). ถัดไป ทีมค้นหาโพลาไรเซชัน

สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์

รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ

ติดตาม

จุดร้อนและเย็นแสดงถึงการกระจายโฟตอนและสสารที่ไม่สม่ำเสมอเล็กน้อยในเอกภพยุคแรก ซึ่งนักวิทยาศาสตร์มองว่าเป็นเมล็ดของการก่อตัวของดาราจักร หากการตีความนั้นถูกต้อง พื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลจะต้องถูกโพลาไรซ์ในรูปแบบเฉพาะที่คาร์ลสตรอมและเพื่อนร่วมงานของเขาพบ

การตรวจจับ “เป็นการทดสอบที่สำคัญเกี่ยวกับสภาพทางกายภาพของเอกภพ 300,000 ปีหลังจากบิกแบง” David N. Spergel นักจักรวาลวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันกล่าว จนถึงเวลานั้น เอกภพร้อนจัดจนอิเล็กตรอนและนิวเคลียสของอะตอมแยกจากกัน นอกจากนี้ โฟตอนยังกระดอนไปมาระหว่างอิเล็กตรอนที่อยู่ห่างกันใกล้เคียงกันตลอดเวลา และไม่สามารถเดินทางได้อย่างอิสระในอวกาศ

แต่ละครั้งที่โฟตอนกระจายออกจากอิเล็กตรอน มันจะกลายเป็นโพลาไรซ์ แต่ในช่วง 300,000 ปีแรกส่วนใหญ่ การกระเจิงของโฟตอนแต่ละอันนั้นเกิดขึ้นบ่อยมากเสียจนไม่เกิดโพลาไรเซชันสุทธิ

สิ่งนี้เปลี่ยนไปเมื่อเอกภพเย็นลงและอิเล็กตรอนเริ่มรวมตัวกับนิวเคลียสเพื่อสร้างอะตอม ด้วยอิเล็กตรอนอิสระที่น้อยลง การกระเจิงของโฟตอนจึงเกิดขึ้นน้อยลง เมื่อมีโฟตอนจับอิเล็กตรอนจากทิศทางหนึ่งมากกว่าอีกทิศทางหนึ่ง โพลาไรเซชันของพื้นหลังไมโครเวฟอาจเกิดขึ้นได้

การสังเกตโพลาไรเซชันที่มีรายละเอียดมากขึ้นอาจทำให้เข้าใจสภาวะต่างๆ ก่อนหน้านี้ในเอกภพ เช่น ธรรมชาติของการพองตัว ซึ่งเป็นช่วงสั้นๆ แต่เติบโตอย่างน่าทึ่ง ซึ่งดูเหมือนว่าจะก่อให้เกิดก้อนเนื้อดั้งเดิมที่กาแลคซีเกิดขึ้น การศึกษาโพลาไรเซชันเพิ่มเติมอาจตรวจสอบพลังงานมืด ซึ่งเป็นสารลึกลับที่นักวิทยาศาสตร์เสนอว่ากำลังเร่งการขยายตัวของเอกภพ

Credit : เว็บสล็อต