Nový podrobný obrázek kojeneckého vesmíru, kde červená označuje teplé skvrny a modrá pro chladnější oblasti. Obrazový kredit: NASA / WMAP Klikněte pro zvětšení
Vědci shromáždili nové důkazy, které podporují inflační teorii expanze díky novým datům z NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). Kosmická loď provádí nepřetržité pozorování kosmického pozadí; dosvit Velkého třesku. Tato nejnovější pozorování vytvořila mapu oblohy tak podrobnou, že vědci dokázali vysledovat, jak byly mikroskopické fluktuace v prapůvodním vesmíru zvětšeny v biliontině sekundy rychlé expanze, aby vytvořily hvězdy a galaxie, které dnes vidíme.
Vědci, kteří se dívají zpět na nejstarší světlo ve vesmíru, mají nové důkazy na podporu konceptu inflace. Koncept představuje vesmír mnohonásobně bilionkrát větší než jeho velikost za méně než biliontu sekundy na začátku velkého třesku.
Toto zjištění, provedené pomocí Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), je založeno na třech letech nepřetržitého pozorování kosmického mikrovlnného pozadí (CMB), světla dosvitu vznikajícího, když byl vesmír méně než milion let starý.
Data polarizace WMAP umožňují vědcům poprvé rozlišovat mezi konkurenčními modely inflace. To je mezník v kosmologii. "Nyní můžeme rozlišovat mezi různými verzemi toho, co se stalo během první bilionty sekundy vesmíru," řekl hlavní vyšetřovatel WMAP Charles Bennett z Johns Hopkins University v Baltimoru. "Čím déle WMAP pozoruje, tím více odhaluje, jak náš vesmír rostl od mikroskopických kvantových fluktuací k obrovským rozestupům hvězd a galaxií, které dnes vidíme."
Předchozí výsledky WMAP se zaměřovaly na kolísání teploty tohoto světla, které poskytovalo přesný věk vesmíru a nahlédlo do jeho geometrie a složení. Nová pozorování WMAP poskytují nejen podrobnější teplotní mapu, ale také první mapu plné polarizace CMB. Tento významný průlom umožní vědcům získat mnohem hlubší vhled do toho, co se stalo během první bilionty sekundy vesmíru. Výsledky WMAP byly předloženy do Astrofyzikálního deníku a jsou zveřejněny na adrese
http://wmap.gsfc.nasa.gov/results
Fyzika velkého třesku popisuje, jak se hmota a energie vyvíjely za posledních 13,7 miliard let. Pozorování WMAP na pokrývce chladného mikrovlnného záření, které prochází vesmírem, ukazuje vzory, které označují semena toho, co se rozrostlo na hvězdy a galaxie. Vzory jsou malé teplotní rozdíly v tomto mimořádně rovnoměrném světle. WMAP rozeznává kolísání teploty na úrovni jemnější než miliontina stupně.
WMAP dokáže rozlišit vlastnosti kosmického mikrovlnného pozadí na základě polarizace nebo způsobu, jakým se světlo mění v prostředí, kterým prochází. Například sluneční světlo odrážející lesklý objekt je polarizované. Porovnání jasu širokých funkcí s kompaktními prvky v mikrovlnném pozadí nebo s dosvitovým světlem pomáhá vyprávět příběh kojeneckého vesmíru. Jednou dlouhodobou predikcí bylo, že jas bude stejný pro rysy všech velikostí. Naopak nejjednodušší verze inflace předpovídají, že relativní jas klesá s tím, jak se funkce zmenšuje, což je trend v nových datech.
"Toto je zbrusu nové teritorium," řekl člen týmu WMAP Lyman Page z Princeton University v Princetonu, N.J. "Polarizační data budou silnější, jak WMAP bude nadále pozorovat mikrovlnné pozadí. Nové výsledky WMAP zvyšují naléhavost hledání gravitačního vlnového znamení inflace. Pokud budou gravitační vlny vidět v budoucích měřeních, bylo by to spolehlivým důkazem inflace. “
Díky bohatší teplotní mapě a nové polarizační mapě preferují data WMAP nejjednodušší verze inflace. Inflace obecně předpokládá, že na počátku velkého třesku byly kvantové fluktuace - krátkodobé výboje energie na subatomární úrovni - přeměněny rychlou inflační expanzí do fluktuací hmoty, která nakonec umožnila vznik hvězd a galaxií. Nejjednodušší verze inflace předpovídají, že největší výkyvy budou také nejsilnější. Nové výsledky z WMAP podporují tento podpis.
Teorie inflace předpovídá, že tyto stejné fluktuace rovněž vyvolaly pravěké gravitační vlny, jejichž zkreslení časoprostoru zanechává podpis v polarizaci CMB. To bude důležitým cílem budoucích měření CMB, která, pokud budou nalezena, by poskytla ohromující potvrzení inflace.
"Inflace byla úžasná koncepce, když byla poprvé navržena před 25 lety, a nyní ji můžeme podpořit skutečnými daty," řekl člen týmu WMAP Gary Hinshaw z Goddard Space Flight Center NASA v Greenbeltu, Md.
WMAP, partnerství mezi Goddardem a Princetonem, bylo zahájeno 30. června 2001. Tým WMAP zahrnuje výzkumné pracovníky na amerických a kanadských univerzitách a ústavech. Obrázky a informace o webu WMAP najdete na:
http://www.nasa.gov/vision/universe/wmap_pol.html
Původní zdroj: NASA News Release
