Ultrahladna vakuumska komora je izvedla simulacijo zgodnjega vesolja in prišla do nekaj zanimivih ugotovitev o tem, kako je izgledalo okolje kmalu po velikem poku.
Natančneje, atomi so združeni v vzorce, podobne kozmičnemu mikrovalovnemu ozadju - za katerega se domneva, da je odmev intenzivnega izbruha, ki je oblikoval začetek vesolja. Znanstveniki so preslikali CMB v postopno višjo ločljivost z uporabo več teleskopov, vendar je ta poskus prvi te vrste, ki pokaže, kako se je struktura razvila na začetku časa, kot jo razumemo.
Teorija velikega poka (ne smemo jo zamenjevati s priljubljeno televizijsko oddajo) je namenjena opisu evolucije vesolja. Medtem ko mnogi strokovnjaki pravijo, da kaže, kako je vesolje nastalo »iz nič«, pa kozmološki model skladnosti, ki opisuje teorijo, ne pove ničesar o tem, od kod je prišlo vesolje. Namesto tega se osredotoča na uporabo dveh velikih fizikalnih modelov (splošna relativnost in standardni model fizike delcev). Več o Velikem poku si preberite tukaj.
CMB je, bolj preprosto rečeno, elektromagnetno sevanje, ki napolni vesolje. Znanstveniki verjamejo, da kaže odmev časa, ko je bilo vesolje veliko manjše, vroče in gostejše ter do roba napolnjeno z vodikovo plazmo. Plazma in sevanje, ki ga obkrožata, sta se postopoma ohladila, ko se je vesolje povečalo. ( Več informacij o CMB je tukaj .) Nekoč je bil sij iz plazme tako gost, da je bilo Vesolje neprozorno, vendar se je preglednost povečala, ko so nastali stabilni atomi. Toda ostanki so še vedno vidni v območju mikrovalovne pečice.
Podatki WMAP za kozmično mikrovalovno ozadje. Zasluge: NASA
Nova raziskava je uporabila ultrahladne atome cezija v vakuumski komori na Univerzi v Chicagu. Ko je ekipa ohladila te atome na milijardo stopinje nad absolutno ničlo (kar je -459,67 stopinj Fahrenheita ali -273,15 stopinj Celzija), so bile strukture, ki so jih videli, videti zelo podobne CMB.
Z gašenjem 10.000 atomov v poskusu, da bi nadzorovali, kako močno atomi medsebojno delujejo, so lahko ustvarili pojav, ki je, zelo grobo rečeno, podoben gibanju zvočnih valov v zraku.
»Pri tej ultrahladni temperaturi se atomi vzbujajo skupaj,« je povedal Cheng Chin, raziskovalec fizike na Univerzi v Chicagu, ki je sodeloval pri raziskavi. Ta pojav je prvi opisal ruski fizik Andrej Saharov in je znan kot akustična nihanja Saharova.
Zakaj je torej eksperiment pomemben? Omogoča nam, da natančneje spremljamo, kaj se je zgodilo po velikem poku.
Gostota atomov je večja na levi strani (na začetku eksperimenta) kot 80 milisekund po simuliranem velikem poku. Zasluge: Chen-Lung Hung
CMB je preprosto zamrznjen trenutek časa in se ne razvija, zato se morajo raziskovalci poglobiti v laboratorij, da ugotovijo, kaj se dogaja.
'V naši simulaciji lahko dejansko spremljamo celotno evolucijo Saharovskih nihanj,' je dejal Chen-Lung Hung, ki je vodil raziskavo, in je doktoriral. leta 2011 na Univerzi v Chicagu, zdaj pa je na California Institute of Technology.
Tako Hung kot Chin nameravata opraviti več dela z ultrahladnimi atomi. Prihodnje raziskovalne smeri bi lahko vključevale stvari, kot so delovanje črnih lukenj ali kako so nastale galaksije.
Ti lahko preberite objavljeno raziskavo na spletuznanost'S spletno mesto .
vir: Univerza v Chicagu
