Et nyt detaljeret billede af spædbarnsuniverset, hvor røde angiver varme pletter og blå for de køligere områder. Billedkredit: NASA / WMAP Klik for større billede
Forskere har samlet nye beviser, der understøtter den inflationære teori om ekspansion takket være nye data fra NASAs Wilkinson Microbølgeovn anisotropy Probe (WMAP). Rumfartøjet har konstant observeret den kosmiske baggrundsstråling; efterglødet fra Big Bang. Disse seneste observationer producerede et kort over himlen så detaljeret, at videnskabsmænd var i stand til at spore, hvordan mikroskopiske udsving i det oprindelige univers blev forstørret i en billion af et sekund med hurtig ekspansion for at skabe de stjerner og galakser, vi ser i dag.
Forskere, der kigger tilbage til det ældste lys i universet, har nye beviser for at understøtte inflationen. Konceptet udgør, at universet er udvidet mange billioner gange dets størrelse på mindre end en billion af et sekund i begyndelsen af big bang.
Denne konstatering, der blev foretaget med NASAs Wilkinson Microbys Anisotropy Probe (WMAP), er baseret på tre års kontinuerlige observationer af den kosmiske mikrobølgebakgrund (CMB), efterglødelyset, der blev produceret, da universet var mindre end en million år gammelt.
WMAP-polarisationsdata giver forskere mulighed for at skelne mellem konkurrerende modeller for inflation for første gang. Dette er en milepæl i kosmologien. ”Vi kan nu skelne mellem forskellige versioner af, hvad der skete inden for den første billion af et sekund af universet,” sagde WMAP Principal Investigator Charles Bennett fra Johns Hopkins University i Baltimore. ”Jo længere WMAP observerer, jo mere afslører det, hvordan vores univers voksede fra mikroskopiske kvanteudsving til de store vidder med stjerner og galakser, vi ser i dag.”
Tidligere WMAP-resultater fokuserede på temperaturvariationerne i dette lys, som gav en nøjagtig alder af universet og indsigt i dets geometri og sammensætning. De nye WMAP-observationer giver ikke kun et mere detaljeret temperaturkort, men også det første fulde himmelkort over polarisationen af CMB. Dette store gennembrud vil gøre det muligt for forskere at få meget dybere indsigt i, hvad der skete inden for den første billion af et sekund af universet. WMAP-resultaterne er sendt til Astrophysical Journal og offentliggøres kl
http://wmap.gsfc.nasa.gov/results
Big bang-fysik beskriver, hvordan stof og energi udviklede sig i løbet af de sidste 13,7 milliarder år. WMAPs observation af tæppet af kølig mikrobølgestråling, der gennemsyrer universet, viser mønstre, der markerer frøene for det, der voksede ud til stjerner og galakser. Mønstrene er små temperaturforskelle i dette ekstraordinært ensartede lys. WMAP skelner mellem temperatursvingninger i niveauer, der er finere end en milliondel af en grad.
WMAP kan løse funktioner i den kosmiske mikrobølgebakgrund baseret på polarisering, eller den måde, hvorpå lys ændres af det miljø, gennem hvilket det passerer. F.eks. Polariseres sollys, der reflekterer fra et skinnende objekt. Når man sammenligner lysstyrken i brede funktioner med kompakte funktioner i mikrobølgebaggrunden eller efterglødelys, hjælper det med at fortælle historien om spædbarnsuniverset. En langvarig forudsigelse var, at lysstyrken ville være den samme for funktioner i alle størrelser. I modsætning hertil forudsiger de enkleste versioner af inflation, at den relative lysstyrke falder, når funktionerne bliver små, en tendens, der ses i de nye data.
”Dette er helt nyt territorium,” sagde WMAP-teammedlem Lyman Page fra Princeton University i Princeton, N.J. ”Polarisationsdataene vil blive stærkere, når WMAP fortsætter med at observere mikrobølgebaggrunden. WMAPs nye resultater øger pressen på at søge inflationens gravitationsbølgetegn. Hvis der ses gravitationsbølger i fremtidige målinger, ville det være et solidt bevis for inflation. ”
Med et rigere temperaturkort og det nye polariseringskort favoriserer WMAP-data de enkleste versioner af inflation. Generelt udgør inflationen, at i begyndelsen af big bang blev kvantesvingninger - kortvarige energiudbrud på det subatomære niveau - omdannet af den hurtige inflationsudvidelse til fluktuationer af stof, der i sidste instans gjorde det muligt at danne stjerner og galakser. De enkleste versioner af inflationen forudsiger, at udsving i største størrelse også vil være de stærkeste. De nye resultater fra WMAP favoriserer denne underskrift.
Inflationsteori forudsiger, at disse samme udsving også frembragte urbane gravitationsbølger, hvis forvrængning af rumtid efterlader en signatur i CMB-polarisationen. Dette vil være et vigtigt mål for fremtidige CMB-målinger, som, hvis de findes, ville give en fantastisk bekræftelse af inflationen.
”Inflation var et fantastisk koncept, da det først blev foreslået for 25 år siden, og nu kan vi støtte det med rigtige data,” sagde WMAP-teammedlem Gary Hinshaw fra NASA's Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md.
WMAP, et partnerskab mellem Goddard og Princeton, blev lanceret den 30. juni 2001. WMAP-teamet inkluderer forskere i U.S. og canadiske universiteter og institutter. For billeder og information på Internettet om WMAP, kan du besøge:
http://www.nasa.gov/vision/universe/wmap_pol.html
Original kilde: NASA News Release
