Ένας εξαιρετικά ψυχρός θάλαμος κενού έτρεξε μια προσομοίωση του πρώιμου σύμπαντος και κατέληξε σε μερικά ενδιαφέροντα ευρήματα σχετικά με το πώς φαινόταν το περιβάλλον λίγο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Συγκεκριμένα, τα άτομα συγκεντρώθηκαν σε μοτίβα παρόμοια με το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων — που πιστεύεται ότι είναι η ηχώ της έντονης έκρηξης που σχημάτισε την αρχή του σύμπαντος. Οι επιστήμονες έχουν χαρτογραφήσει το CMB σε προοδευτικά υψηλότερη ανάλυση χρησιμοποιώντας πολλά τηλεσκόπια, αλλά αυτό το πείραμα είναι το πρώτο του είδους του που δείχνει πώς εξελίχθηκε η δομή στην αρχή του χρόνου όπως το καταλαβαίνουμε.
Η θεωρία του Big Bang (δεν πρέπει να συγχέεται με τη δημοφιλή τηλεοπτική εκπομπή) έχει σκοπό να περιγράψει την εξέλιξη του σύμπαντος. Ενώ πολλοί ειδικοί λένε ότι δείχνει πώς το σύμπαν προήλθε «από το τίποτα», το κοσμολογικό μοντέλο της συμφωνίας που περιγράφει τη θεωρία δεν λέει τίποτα για το από πού προήλθε το σύμπαν. Αντίθετα, εστιάζει στην εφαρμογή δύο μεγάλων μοντέλων φυσικής (της γενικής σχετικότητας και του τυπικού μοντέλου της φυσικής των σωματιδίων). Διαβάστε περισσότερα για το Big Bang εδώ.
Η CMB είναι, πιο απλά, η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που γεμίζει το Σύμπαν. Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι δείχνει μια ηχώ μιας εποχής που το Σύμπαν ήταν πολύ μικρότερο, θερμότερο και πυκνότερο και γεμάτο μέχρι το χείλος με πλάσμα υδρογόνου. Το πλάσμα και η ακτινοβολία που το περιέβαλλε σταδιακά ψύχθηκε καθώς το Σύμπαν μεγάλωνε. ( Περισσότερες πληροφορίες για το CMB είναι εδώ .) Κάποτε, η λάμψη από το πλάσμα ήταν τόσο πυκνή που το Σύμπαν ήταν αδιαφανές, αλλά η διαφάνεια αυξήθηκε καθώς σχηματίστηκαν σταθερά άτομα. Αλλά τα υπολείμματα εξακολουθούν να είναι ορατά στην περιοχή των μικροκυμάτων.
Δεδομένα WMAP του Cosmic Microwave Background. Πίστωση: NASA
Η νέα έρευνα χρησιμοποίησε υπερψυχρά άτομα καισίου σε θάλαμο κενού στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο. Όταν η ομάδα ψύξε αυτά τα άτομα στο ένα δισεκατομμυριοστό του βαθμού πάνω από το απόλυτο μηδέν (που είναι -459,67 βαθμούς Φαρενάιτ ή -273,15 βαθμούς Κελσίου), οι δομές που είδαν φάνηκαν πολύ παρόμοιες με το CMB.
Σβήνοντας τα 10.000 άτομα στο πείραμα για να ελέγξουν πόσο ισχυρά αλληλεπιδρούν τα άτομα μεταξύ τους, μπόρεσαν να δημιουργήσουν ένα φαινόμενο που είναι, πολύ χονδρικά, παρόμοιο με το πώς κινούνται τα ηχητικά κύματα στον αέρα.
«Σε αυτή την εξαιρετικά κρύα θερμοκρασία, τα άτομα διεγείρονται συλλογικά», δήλωσε ο Cheng Chin, ένας ερευνητής φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο που συμμετείχε στην έρευνα. Αυτό το φαινόμενο περιγράφηκε για πρώτη φορά από τον Ρώσο φυσικό Αντρέι Ζαχάρωφ και είναι γνωστό ως ακουστικές ταλαντώσεις Ζαχάρωφ.
Γιατί λοιπόν είναι σημαντικό το πείραμα; Μας επιτρέπει να παρακολουθούμε πιο προσεκτικά τι συνέβη μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.
Η πυκνότητα του ατόμου είναι μεγαλύτερη στα αριστερά (η αρχή του πειράματος) από 80 χιλιοστά του δευτερολέπτου μετά την προσομοίωση του Big Bang. Πίστωση: Chen-Lung Hung
Το CMB είναι απλώς μια παγωμένη στιγμή του χρόνου και δεν εξελίσσεται, απαιτώντας από τους ερευνητές να εμβαθύνουν στο εργαστήριο για να καταλάβουν τι συμβαίνει.
«Στην προσομοίωσή μας μπορούμε πραγματικά να παρακολουθήσουμε ολόκληρη την εξέλιξη των ταλαντώσεων Ζαχάρωφ», είπε ο Τσεν-Λουνγκ Χουνγκ, ο οποίος ηγήθηκε της έρευνας, απέκτησε το διδακτορικό του. το 2011 στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο και τώρα βρίσκεται στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Καλιφόρνιας.
Τόσο ο Χουνγκ όσο και ο Τσιν σχεδιάζουν να κάνουν περισσότερη δουλειά με τα υπερψυχρά άτομα. Οι μελλοντικές κατευθύνσεις έρευνας θα μπορούσαν να περιλαμβάνουν πράγματα όπως το πώς λειτουργούν οι μαύρες τρύπες ή πώς σχηματίστηκαν οι γαλαξίες.
Μπορείς διαβάστε τη δημοσιευμένη έρευνα στο διαδίκτυοΕπιστήμη'S ιστότοπος .
Πηγή: Πανεπιστήμιο του Σικάγο
