Et ultrakaldt vakuumkammer kørte en simulering af det tidlige univers og kom med nogle interessante fund om, hvordan miljøet så ud kort efter Big Bang skete.
Specifikt klynger atomerne sig sammen i mønstre, der ligner den kosmiske mikrobølgebakgrund - menes at være ekkoet af det intense burst, der dannede universets begyndelse. Forskere har kortlagt CMB ved gradvist højere opløsning ved hjælp af flere teleskoper, men dette eksperiment er det første af sin art, der viser, hvordan strukturen udviklede sig i begyndelsen af tiden, når vi forstår det.
Big Bang-teorien (ikke at forveksle med det populære tv-show) er beregnet til at beskrive universets udvikling. Mens mange forståsegpåere siger, at det viser, hvordan universet kom “fra intet”, siger den konkordance-kosmologiske model, der beskriver teorien, intet om, hvor universet kom fra. I stedet fokuserer det på at anvende to store fysikmodeller (generel relativitet og standardmodellen for partikelfysik). Læs mere om Big Bang her.
CMB er, mere enkelt sagt, elektromagnetisk stråling, der fylder universet. Forskere mener, at det viser et ekko fra en tid, hvor universet var meget mindre, varmere og tættere og fyldt til randen med brintplasma. Plasmaet og strålingen omkring det afkøles gradvist, efterhånden som universet blev større. (Mere information om CMB er her.) På et tidspunkt var glødet fra plasmaet så tæt, at universet var uigennemsigtigt, men gennemsigtigheden steg, når stabile atomer dannedes. Men resterne er stadig synlige i mikrobølgeområdet.
Den nye forskning anvendte ultrakaldt cæsiumatomer i et vakuumkammer ved University of Chicago. Da teamet afkølet disse atomer til en milliarddel af en grad over absolut nul (hvilket er -459,67 grader Fahrenheit eller -273,15 grader Celsius), syntes strukturer, de så, meget lig CMB.
Ved at slukke de 10.000 atomer i eksperimentet for at kontrollere, hvor stærkt atomer interagerer med hinanden, var de i stand til at generere et fænomen, der meget groft set svarer til, hvordan lydbølger bevæger sig i luften.
”Ved denne ultrakoldt temperatur bliver atomerne kollektivt ophidsede,” sagde Cheng Chin, en fysikforsker ved University of Chicago, der deltog i forskningen. Dette fænomen blev først beskrevet af den russiske fysiker Andrei Sakharov og er kendt som Sakharov akustiske svingninger.
Så hvorfor er eksperimentet vigtigt? Det giver os mulighed for nærmere at spore, hvad der skete efter Big Bang.
CMB er simpelthen et frossent øjeblik og udvikler sig ikke, hvilket kræver, at forskere går ned i laboratoriet for at finde ud af, hvad der sker.
”I vores simulering kan vi faktisk overvåge hele udviklingen af Sakharov-svingningerne,” sagde Chen-Lung Hung, der ledede forskningen, tjente sin Ph.D. i 2011 på University of Chicago og befinder sig nu på California Institute of Technology.
Både Hung og Chin planlægger at gøre mere arbejde med de ultrakaldte atomer. Fremtidige forskningsinstruktioner kunne omfatte ting som hvordan sorte huller fungerer, eller hvordan galakser blev dannet.
Du kan læse den offentliggjorte forskning online på Videnskab'S webside.
Kilde: University of Chicago
