Για πρώτη φορά επιστήμονες, με τηλεσκόπια στη Γη, κατάφεραν να δουν 13 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, ώστε να δουν μερικά από τα πρώτα αστέρια του Σύμπαντος, σε μια εποχή γνωστή σαν «κοσμική αυγή». Σε αυτή την περίοδο μπορούμε να δούμε τα πρώτα αστέρια να επηρεάζουν το φως που προκλήθηκε από τη Μεγάλη Έκρηξη.
Αυτό είναι κάτι που δεν έχει ξανασυμβεί με επίγεια τηλεσκόπια, καθώς η φωτορύπανση της Γης και γενικότερα η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία της ατμόσφαιρας, καλύπτουν αυτά τα ασθενή σήματα από τα πρώτα βήματα του Σύμπαντος. Για αυτό έχουμε πλέον εκτοξεύσει διαστημικά τηλεσκόπια, ώστε να μην έχουμε τους περιορισμούς της Γης στη μελέτη του διαστήματος.
Τώρα όμως, επιστήμονες χρησιμοποίησαν τηλεσκόπια ψηλά στις Άνδεις της Βόρειας Χιλής, ώστε να μετρήσουν αυτό το πολωμένο φως μικροκυμάτων, δημιουργώντας μια πιο καθαρή εικόνα για την λιγότερη κατανοητή εποχή στην ιστορία του Σύμπαντος, της Κοσμικής Αυγής.
«Οι άνθρωποι πίστευαν ότι αυτό δεν μπορούσε να γίνει από το έδαφος. Η αστρονομία είναι ένας τεχνολογικά περιορισμένος τομέας και τα σήματα μικροκυμάτων από την Κοσμική Αυγή είναι γνωστά δύσκολο να μετρηθούν», δήλωσε ο Tobias Marriage , επικεφαλής του έργου και καθηγητής φυσικής και αστρονομίας στο Johns Hopkins. «Οι επίγειες παρατηρήσεις αντιμετωπίζουν πρόσθετες προκλήσεις σε σύγκριση με το διάστημα. Η υπέρβαση αυτών των εμποδίων καθιστά αυτή τη μέτρηση ένα σημαντικό επίτευγμα».
Τα κοσμικά μικροκύματα έχουν μήκος κύματος μόλις λίγα χιλιοστά και είναι πολύ αμυδρά. Το σήμα από το πολωμένο φως μικροκυμάτων, είναι περίπου ένα εκατομμύριο φορές πιο αμυδρό στη Γη, σε σχέση με τα διαστημικά τηλεσκόπια. Στη Γη, οι δορυφόροι, τα ραδιοκύματα και τα ραντάρ, όπως επίσης και το φως από την ανθρώπινη δραστηριότητα, πνίγουν το σήμα από τα πρώτα αστέρια. Αν βάλουμε στην εξίσωση και τις αλλαγές στην ατμόσφαιρα, τον καιρό και τη θερμοκρασία, η κατάσταση γίνεται ακόμα πιο δύσκολη. Ακόμα και σε τέλειες συνθήκες, η παρατήρηση αυτών των μικροκυμάτων, παραμένει εξαιρετικά δύσκολη και απαιτεί εξαιρετικά ευαίσθητο εξοπλισμό.
Επιστήμονες από το πρόγραμμα Cosmology Large Angular Scale Surveyor, ή CLASS, του Εθνικού Ιδρύματος Επιστημών των ΗΠΑ χρησιμοποίησαν τηλεσκόπια μοναδικά σχεδιασμένα για να ανιχνεύουν τα δακτυλικά αποτυπώματα που άφησαν τα πρώτα αστέρια στο φως που απομένει από τη Μεγάλη Έκρηξη – ένα κατόρθωμα που προηγουμένως είχε επιτευχθεί μόνο με τεχνολογία που αναπτύχθηκε στο διάστημα, όπως ο Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) της Εθνικής Υπηρεσίας Αεροναυτικής και Διαστήματος των ΗΠΑ και τα διαστημικά τηλεσκόπια Planck του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος.
Η νέα μελέτη με επικεφαλής το Πανεπιστήμιο John Hopkins και το Πανεπιστήμιο του Σικάγο, δημοσιεύθηκε στο The Astrophysical Journal. Σε αυτή, οι επιστήμονες συνέκριναν τα δεδομένα από το τηλεσκόπιο CLASS, με τα δεδομένα από τις διαστημικές αποστολές Planck και WMAP. Μέσω αυτής της σύγκρισης, οι ερευνητές εντόπισαν παρεμβολές, για να συγκεντρωθούν σε ένα κοινό σήμα από το πολωμένο φως μικροκυμάτων. Εδώ θα πρέπει να πούμε πως η πόλωση συμβαίνει όταν τα κύματα φωτός χτυπούν κάτι και στη συνέχεια διασκορπίζονται.
«Όταν το φως χτυπά το καπό του αυτοκινήτου σας και βλέπετε μια λάμψη, αυτή είναι η πόλωση. Για να δείτε καθαρά, μπορείτε να φορέσετε πολωμένα γυαλιά για να απομακρύνετε την λάμψη», δήλωσε ο πρώτος συγγραφέας Yunyang Li, ο οποίος ήταν διδακτορικός φοιτητής στο Johns Hopkins και στη συνέχεια συνεργάτης στο Πανεπιστήμιο του Σικάγο κατά τη διάρκεια της έρευνας. «Χρησιμοποιώντας το νέο κοινό σήμα, μπορούμε να προσδιορίσουμε πόσο από αυτό που βλέπουμε είναι κοσμική λάμψη από το φως που αντανακλάται από το καπό της Κοσμικής Αυγής, ας πούμε».
Αμέσως μετά τη Μεγάλη Έκρηξη, το Σύμπαν ήταν γεμάτο από μια ομίχλη ηλεκτρονίων (πλάσμα), τόσο πυκνή, που το φως δε μπορούσε να τη διαπεράσει. Καθώς το σύμπαν διαστελλόταν και ψυχόταν, τα πρωτόνια ενώθηκαν με τα ηλεκτρόνια και σχημάτιζαν ουδέτερα άτομα υδρογόνου, αφήνοντας τον δρόμο ελεύθερο για το φως, ώστε να ταξιδέψει στον ενδιάμεσο χώρο.
Όταν σχηματίστηκαν τα πρώτα αστέρια, από αυτό το υδρογόνο, κατά τη διάρκεια της Κοσμικής Αυγής, η έντονη ενέργειά τους εξαπέλυσε ηλεκτρόνια από τα άτομα υδρογόνου. Η ερευνητική ομάδα μέτρησε την πιθανότητα ένα φωτόνιο από τη Μεγάλη Έκρηξη να συναντήσει ένα από τα απελευθερωμένα ηλεκτρόνια στο δρόμο του μέσα από το νέφος ιονισμένου αερίου και να βγει εκτός πορείας.
Starlink: Κάνει ακόμη πιο τολμηρό βήμα στην Ελληνική αγορά με εντελώς δωρεάν Starlink Mini kit
Τα ευρήματα της τελευταίας μελέτης θα βοηθήσουν στον καλύτερο ορισμό των σημάτων που προέρχονται από την υπολειμματική λάμψη της Μεγάλης Έκρηξης, ή αλλιώς το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο, σχηματίζοντας μια πιο σαφή εικόνα για τη πρώιμο σύμπαν.
«Η ακριβέστερη μέτρηση αυτού του σήματος επαναϊονισμού αποτελεί σημαντικό μέτωπο στην έρευνα για το κοσμικό μικροκυματικό υπόβαθρο», δήλωσε ο Charles Bennett , διακεκριμένος καθηγητής Bloomberg στο Johns Hopkins, ο οποίος ηγήθηκε της διαστημικής αποστολής WMAP. «Για εμάς, το σύμπαν είναι σαν ένα εργαστήριο φυσικής. Καλύτερες μετρήσεις του σύμπαντος βοηθούν στη βελτίωση της κατανόησής μας για τη σκοτεινή ύλη και τα νετρίνα, τα άφθονα αλλά δυσεύρετα σωματίδια που γεμίζουν το σύμπαν. Αναλύοντας πρόσθετα δεδομένα CLASS στο μέλλον, ελπίζουμε να επιτύχουμε την υψηλότερη δυνατή ακρίβεια που είναι εφικτή».
Κάθε ματιά που ρίχνουμε στο παρελθόν του Σύμπαντος, βοηθά να κατανοήσουμε ακόμα περισσότερο πως ξεκίνησαν όλα. Τους μηχανισμού πίσω από τη γέννηση του Σύμπαντος και την προέλευση των πάντων, ακόμα και εμάς των ίδιων. Το να αποκτούμε τρόπους να μπορούμε με επίγεια τηλεσκόπια να παρατηρούμε την ακτινοβολία υποβάθρου, θα μας δώσει μέσα για ακόμα πιο λεπτομερή έρευνα του σύμπαντος. Το να μπορούμε να δούμε τόσο κοντά στην κοσμική αυγή, είναι ένα τεράστιο κατόρθωμα για την επιστήμη και την τεχνολογία!
Ακολουθήστε το Techmaniacs.gr στο Google News για να διαβάζετε πρώτοι όλα τα τεχνολογικά νέα. Ένας ακόμα τρόπος να μαθαίνετε τα πάντα πρώτοι είναι να προσθέσετε το Techmaniacs.gr στον RSS feeder σας χρησιμοποιώντας τον σύνδεσμο: https://techmaniacs.gr/feed/.
