Ison räjähdyksen jälkimahdollisuudet - hetki, jolloin maailmankaikkeus räjähti olemassaoloon noin 13, 8 miljardia vuotta sitten - oli hiukan antiklimaattinen.
Kaiken hullabaloo jälkeen maailmankaikkeus oli jo jonkin aikaa kylmä ja tumma, täynnä säteilyä ja vetykaasupilviä. Tähdet ilmestyivät vasta miljoonia vuosia myöhemmin, hetkeksi nimeltään Kosminen Dawn. Nyt, raportoi Hannah Devlin The Guardianissa, tutkijat havaitsivat signaaleja siitä, minkä he uskovat olevan ensimmäiset tähdet. Jos löytö vahvistetaan, se voi antaa tutkijoille kurkistaa maailmankaikkeuden antiikin alkuperää.
Kuten Sarah Kaplan Washington Postissa raportoi, näiden tähtivalo on aivan liian heikkoa, jotta teleskoopit voisivat nähdä. Mutta tutkijat ovat ehdottaneet, että kun ensimmäiset tähdet herättävät päälle, tuikeet valopallot olisivat olleet vuorovaikutuksessa Big Bang -jäännöksen säteilyn kanssa, jättäen pysyvän jäljen. Ja vuonna 1999 astrofysiikot ehdottivat, että tämä hyvin heikko signaali voisi olla havaittavissa. Tarkastelemalla huolellisesti tätä taustaa säteilyä, joka tunnetaan nimellä Cosmic Microwave Background (CMB), he uskoivat löytävänsä spektrin upotuksen varhaisista valonvälistyksistä.
Signaalin löytäminen ei kuitenkaan ollut helppoa. Ennustettiin, että makaa haju FM-radion aaltojen keskellä, mikä tarkoittaa maanpäällisiä lähetyksiä ja muita luonnollisia signaaleja, jotka voivat helposti hävittää heikot uppotukset. Lehdistötiedotteen mukaan tutkiakseen epäjärjestystä tutkijat käyttivät EDGES: ää (Experiment to Detect Global EoR Signature), pientä, erittäin tarkkaa pöytämuotoista antennia, joka sijaitsee Länsi-Australiassa.
Pohjimmiltaan antenni kaappaa käytettävissä olevaa radiotietoa, jonka tutkijat voivat sitten seuloa huolellisesti läpi. Kuten Kaplan kertoo, Kansallisen tiedesäätiön ohjelmajohtaja Peter Kurczynski arvioi prosessin kytkevän kaikki radioasemat paitsi yksi ja etsimään sitten puuttuvaa asemaa. "Ryhmän on poimittava radioaaltoja ja etsittävä sitten signaalia, joka on noin 0, 01% saastuttavasta radiokohinasta, joka tulee omasta galaksistamme", Andrew Pontzen, Lontoon University College -kosmologi kertoo Devlinille. "Se on neula-in-a-heinäsuovasta alue."
(NR Fuller / Kansallinen tiedesäätiö) Kierrettyäänään äänekästä ja läheistä signaalia joukkue löysi tosiasiassa etsimänsä - uppoutumisen aallonpituuteen, joka ehdotti kosmisen Dawnin tapahtuneen noin 180 miljoonaa vuotta suuren räjähdyksen jälkeen. Kahden vuoden ajan he etsivät vaihtoehtoisia selityksiä ja sijoittivat EDGES-antennin uudelleen testaamaan mittauksensa tarkkuutta. Mutta he pääsivät samaan johtopäätökseen: He näkivät signaaleja maailmankaikkeuden ensimmäisistä silmäyksistä. He julkaisivat löytönsä tällä viikolla Nature- lehdessä.
Johtava kirjailija Judd Bowman, Arizonan osavaltion yliopiston astrofysiikka, kertoo Kaplanille, että nämä varhaiset tähdet olivat melko vähän erilaisia kuin aurinko ja muut modernit tähdet. Tähdet olivat sinisiä ja palavat nopeasti, koostuen varhaisen maailmankaikkeuden ainoista elementeistä - heliumista ja vedystä. Lopulta tähdet räjähtivat ja loivat raskaampia elementtejä, kuten happea ja hiiltä, elämän kannalta välttämättömiä ainesosia. "Nämä tähdet tekivät siemeniä kaikelle, mikä heistä tuli ulos", hän sanoo. ”Se on tavallaan kuin lannoite kentällä. Et voi kasvattaa kasveja asettamatta oikeita aineosia sekoitukseen. Sitä nämä tähdet tekivät. ”
Signaalipoikkeama oli hyvin erilainen kuin tutkijat odottivat. Itse asiassa se oli kaksi kertaa niin suuri kuin mallit ehdottivat. Mitä tämä tarkoittaa, Devlin selittää, on, että ensisijainen vety absorboi kaksi kertaa niin paljon säteilyä kuin ennustettiin, ja varhainen maailmankaikkeus oli todennäköisesti jopa kylmempi kuin uskottiin, karkeasti -454 Fahrenheit.
Haun tulosten tulkintaa varten he ottivat yhteyttä Tel Avivin yliopiston astrofysiikko Rennan Barkanan kanssa. Seurantutkimuksessa hän väittää, että ristiriita voidaan selittää tummalla aineella, teoreettisella aineella, joka auttaa selittämään havaintojamme maailmankaikkeudesta. Barkana väittää, että tumman aineen ja normaalin aineen vuorovaikutukset voivat selittää radion allekirjoituksen.
Harvardin tähtitieteilijä Lincoln Greenhill varoittaa Nature- analyysissä, että löytö vaatii lisävahvistuksia. Mutta sillä voi olla valtavia vaikutuksia, jolloin tähtitieteilijät voivat kartoittaa maailmankaikkeuden 3D-rakenteen ja antaa uusia näkemyksiä näistä varhaisista pimeistä aikakausista. Se saattaa jopa auttaa tutkijoita lopulta murtamaan mysteerin siitä, mikä tumma aine todella on.
