Najstarija svjetlost u svemiru – najbolja karta ikada napravljena

Svemirska misija Planck objavila je najtočniju i najdetaljniju kartu najstarije svjetlosti u svemiru, koja je ikad napravljena, otkrivajući tako nove informacije o starosti, građi i podrijetlu samog svemira.

svjetlost(Credit: ESA and the Planck Collaboration)

Planck misiju je pokrenula Europska svemirska agencija (ESA). NASA je doprinijela misiji omogućivši korištenje tehnologije, kako za znanstvene instrumente koji se upotrebljavaju na misiji, tako i za američke, europske i kanadske znanstvenike koji rade zajedno u analiziranju podataka dobivenih u misiji Planck.

Rezultati koje su dobili sugeriraju da se svemir širi sporije nego što su znanstvenici mislili, te da je star 13,8 milijardi godina, 100 milijuna godina stariji nego što se prije pretpostavljalo. Podatci također pokazuju da ima manje tamne energije, a više materije (i obične, ali i tamne tvari), nego što je prethodno bilo poznato. Tamna materija je nevidljiva tvar koja se jedino može spoznati kroz učinak njene gravitacije, dok tamna energija predstavlja silu koja razdvaja naš svemir. Sama priroda i jedne i druge, još uvijek, je obavijena velom tajne.

“Astronomi širom svijeta su bili jako uzbuđeni dok su očekivali objavu ove karte”, rekla je Joan Centrella, znanstvenica iz NASA-inog sjedišta u Washingtonu, uključena u program Planck. “Ova mjerenja su od velike važnosti za mnoga područja znanosti, ali i za buduće svemirske misije. Tako nam je drago što smo surađivali s Europskom svemirskom agencijom u jednom takvom povijesnom pothvatu.”

Ta karta je zasnovana na prvih 15,5 mjeseci misije koja je imala zadatak promatrati cjelokupno nebo a otkrila je jako mala odstupanja u temperaturi kozmičke mikrovalne pozadine, drevnog svjetla koje je putovalo milijarde godina još od vremena kada je svemir bio vrlo mlad da bi došla do nas. Ti uzorci svjetlosti predstavljaju začetke galaksija i skupina galaksija koje vidimo oko sebe danas.

“Dok ta drevna svjetlost putuje do nas, materija djeluje kao prepreka koja se pomiče na njenom putu, te joj u manjoj mjeri, mijenja uzorke”, rekao je Charles Lawrence, američki znanstvenik u projektu Planck koji radi pri NASA-inom Laboratoriju za mlazni pogon u Pasadeni, Kalifornija. “Planckova karta prikazuje ne samo mladi svemir, nego detektira i samu materiju, uključujući i onu tamnu, posvuda u svemiru.”

Starost, sastav, ali i ostale temeljne karakteristike našeg svemira opisane su u jednostavnom modelu koji su izradili znanstvenici, a poznat je kao standardni model kozmologije. Ovi novi podatci dali su mogućnost znanstvenicima da, najpreciznije do sada, testiraju i poboljšaju točnost samog modela. U isto vrijeme, primijećene su neke zanimljive karakteristike koje se baš u potpunosti ne uklapaju u tu jednostavnu sliku. Na primjer, model pretpostavlja da je nebo isto posvuda, ali uzorci svjetlosti su asimetrični na dvjema polovicama neba, a postoji i “mrlja” koja se proteže većim dijelom neba nego što je očekivano.

“S jedne strane imamo jednostavni model koji se izuzetno dobro podudara s našim promatranjima, a s druge, vidimo neke čudne karakteristike koje nas tjeraju na preispitivanje naših osnovnih postavki”, rekao je Jan Tauber (ESA), nizozemski znanstvenik u projektu Planck. “Ovo je početak jednog novog putovanja i očekujemo da će naša daljnja analiza podataka projekta Planck pomoći u rasvjetljavanju ovoga zamršenoga problema.”

Ova otkrića stavljaju na kušnju teorije koje opisuju inflaciju (napuhavanje), dramatično širenje svemira koje se dogodilo odmah po njegovu rođenju. U daleko manjem vremenu nego što je potrebno za treptaj oka, svemir se povećao 100 bilijuna bilijuna puta. Nova karta koja pokazuje da je materija raspoređena nasumce, sugerira da su u igri bili procesi prouzročeni slučajnostima, u ovom jako mladom svemiru koji je tad bio vrlo sitan, može se reći ”kvantnih” razmjera.

“Uzorci koji se nalaze na velikim područjima neba kazuju nam što se događalo u najsitnijem od svih razmjera, u trenutcima, upravo nakon rođenja našeg svemira”, rekao je Lawrence.

Planck je lansiran 2009. i od tada skenira nebo, kartirajući kozmičko mikrovalno pozadinsko zračenje, onaj sjaj koji je uslijedio nakon pretpostavljenog velikog praska koji je stvorio naš svemir. Ovaj ostatak zračenja daje znanstvenicima sliku svemira 370 tisuća godina nakon velikog praska. Svjetlost je postojala i prije tog vremena, ali je bila zarobljena u vrućoj plazmi koja je slična plamenu voštanice, a koja se kasnije ohladila i tako oslobodila svjetlost.

Kozmička mikrovalna pozadina je prilično jednoliko raspoređena po cijelom nebu, ali sitne varijacije otkrivaju tragove zvučnih valova koji su bili odaslani kvantnim kolebanjima u svemiru trenutak nakon njegovog rođenja. Ovi otisci (tragovi) koji se pojavljuju u vidu mrlja na Planckovoj karti su začetci iz kojih je materija rasla tvoreći tako zvijezde i galaksije. Prethodne misije, one u kojima su se koristili baloni, kao i one svemirske predstavljale su veliki iskorak u proučavanju ovih uzoraka, uključujući i NASA-ine misije Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) i the Cosmic Background Explorer (COBE) koja je dobila Nobelovu nagradu za fiziku 2006.

Planck je nasljednik tih satelita, ali pokriva veći raspon frekvencija svjetlosti s poboljšanom osjetljivosti i razlučivosti. Njegova mjerenja detektiraju jako male uzorke svjetlosti na nebu, veličine jedne dvanaestine stupnja.

“Planck je kao Ferrari u odnosu na ostale misije kozmičke mikrovalne pozadine”, rekao je Krzysztof Gorsky (JPL), američki znanstvenik na projektu Planck. “Trebate precizno namjestiti frekvenciju tehnologije, da biste dobili točnije rezultate. Za automobil to znači povećanje brzine i onda pobjeđujete u utrkama. Za satelit Planck, to rezultira da astronomi dobiju skriveno blago spektakularnih podataka i donosi jedno dublje razumijevanje svojstava i povijesti svemira.”

Nova procjena stupnja širenja svemira, poznata kao Hubbleova konstanta iznosi 67,15 plus-minus 1,2 kilometra po sekundi megaparseka. Jedan megaparsek je otprilike oko 3 milijuna svjetlosnih godina. Ona je manja od prijašnjih procjena koje su dobivene svemirskim teleskopima, poput NASA-inih Spitzer i Hubble teleskopa koji koriste različitu tehniku. Nova procjena količine tamne materije u svemiru iznosi 26,8 posto, što je više od prethodno procijenjene (24 posto), dok tamna energija pada na 68,3 posto (prijašnja procjena je bila 71,4 posto). Obična materija je sad na 4,9 posto, a prije je bilo procijenjeno da je u svemiru ima manje (4,6 posto).

Potpuni rezultati satelita Planck koji još uvijek skenira nebo, bit će objavljeni 2014. godine.

NASA-in ured za Projekt Planck je smješten pri Laboratoriju za mlazni pogon (JPL).

Izvor: NASA/Jet Propulsion Laboratory

Izvor: http://znanost.geek.hr/clanak/najstarija-svjetlost-u-svemiru-najbolja-karta-ikada-napravljena/#ixzz2PCWo3GQ

Leave a Comment