Το παλαιότερο φως στο Σύμπαν

Φωτογραφία:Ένας πλήρης Ουράνιος χάρτης του παλαιότερου φωτός στο Σύμπαν.
Τα χρώματα δείχνουν "τη θερμότερη περιοχή" (κόκκινο) και την "πιο ψυχρή" (μπλε σημεία).
Η ωοειδής μορφή είναι μια προβολή για να παρουσιάσει ολόκληρο τον Ουρανό με τον ίδιο τρόπο που η σφαίρα της Γης μπορεί να μελετηθεί σαν οβάλ.


Ένας δορυφόρος της NASA, ο WMAP έχει συλλάβει την πιο παλιά και την καλύτερη εικόνα από την εποχή του Big Bang. Περιέχει τέτοια τρομακτική λεπτομέρεια που μπορεί να είναι ένα από τα σημαντικότερα επιστημονικά αποτελέσματα των τελευταίων ετών. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν το δορυφόρο Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) της NASA (WMAP) για να συλλάβουν το νέο Κοσμικό πορτρέτο, το οποίο αποκαλύπτει το λυκόφως της Μεγάλης Έκρηξης ή το Κοσμικό Υπόβαθρο Μικροκυμάτων.

"Έχουμε συλλάβει το Σύμπαν σαν νήπιο, και από αυτό το πορτρέτο μπορούμε τώρα να περιγράψουμε τον Κόσμο με πρωτοφανή ακρίβεια", είπε ο Δρ Charles L. Bennett του Διαστημικού Κέντρου Πτήσης Goddard (GSFC) και του κύριου ερευνητή του WMAP. "Τα στοιχεία είναι σωστά, ένα πραγματικό χρυσό ορυχείο", συνέχισε.

Με ένα e-mail o Bennett ρωτήθηκε για να πει τι λένε τα στοιχεία του WMAP για την τελευταία μοίρα του Κόσμου, μέσα σε πέντε λέξεις ή και λιγότερο ακόμη.

Και ο Bennett απάντησε: "Το Σύμπαν θα διαστέλλεται για πάντα."

Μια από τις μεγαλύτερες εκπλήξεις που αποκαλύπτονται στα στοιχεία αυτά, είναι ότι η πρώτη γενεά των αστεριών άρχισε να λάμπει στον Κόσμο μόνο 200 εκατομμύρια χρόνια μετά από το Μεγάλη Έκρηξη, πολύ νωρίτερα από όσο ανέμεναν πολλοί επιστήμονες.

Από τη μελέτη των ακτινοβολιών στο εξασθενημένο φως της Μεγάλης Έκρηξης, η ομάδα WMAP ήταν σε θέση να υπολογίσουν πότε άρχισαν τα φωτόνια το ανεμπόδιστο ταξίδι του μέσω του σύμπαντος, ενός βασικού κύριου σημείου στην ιστορία του Κόσμου και του αρχικού σημείου για τη συγκέντρωση της ύλης, που οδήγησε τελικά στο σχηματισμό των αστεριών.

"Πραγματικά η έκπληξη μας ήταν μεγάλη από το αποτέλεσμα, το οποίο μας λέει ότι τα πρώτα άστρα σχηματίσθηκαν μόνο 200 εκατομμύρια χρόνια περίπου μετά από τη Μεγάλη Έκρηξη", είπε ο Charles Bennett, ο κύριος ερευνητής του WMAP.
"Παλιά, στο σχολείο, νομίζαμε ότι τα πρώτα αστέρια σχηματίσθηκαν γύρω στο ένα δισεκατομμύριο χρόνια μετά από το Big Bang. Πιό πρόσφατα, οι επιστήμονες είχαν ενδείξεις ότι ο σχηματισμός τους έγινε πιό μπροστά από ένα δισεκατομμύριο χρόνια."


Στην φωτογραφία: Το WMAP παρατηρεί το φως που εκπέμφθηκε όταν ο Κόσμος ήταν 13 + κάτι δισεκατομμύρια χρόνια νεώτερος από ότι είναι σήμερα

Το φως που βλέπουμε σήμερα, καθώς η ακτινοβολία του Κοσμικού Υποβάθρου Μικροκυμάτων, έχει ταξιδέψει 13 δισεκατομμύρια χρόνια για να φθάσει σε μας. Μέσα σε αυτό το φως είναι απειροελάχιστες μορφές, που χαρακτηρίζουν τους σπόρους οι οποίοι δημιόργησαν τα σμήνη και τους γαλαξίες, που βλέπουμε γύρω μας σήμερα.
Οι θεωρίες για την εξέλιξη του Κόσμου κάνουν συγκεκριμένες προβλέψεις για το βαθμό αυτών των μορφών της διαφοράς της θερμοκρασίας. Όπως ένας ντεντέκτιβ, η ομάδα του WMAP σύγκρινε το μοναδικό "δακτυλικό αποτύπωμα" αυτών των μορφών, που αποτυπώθηκαν σε αυτό το αρχαίο φως με τα δακτυλικά αποτυπώματα που προβλέπονται από τις διάφορες κοσμικές θεωρίες και βρήκε έτσι μια αντιστοιχία.


Τα κύρια στοιχεία που υποστηρίζουν την ορθότητα του γενικού πλαισίου της θεωρίας της Μεγάλης Έκρηξης είναι:

Διαστολή Σύμπαντος
Η ακτινοβολία μικροκυμάτων
Η γένεση και τα ποσοστά των ελαφρών χημικών στοιχείων.

-Διαστολή Σύμπαντος

Μία από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις που βοήθησαν στην θεμελίωση της σύγχρονης κοσμολογίας είναι η διαστολή του Σύμπαντος. Πρώτος ο Hubble το 1929 με παρατηρήσεις δικές του αλλά και του Shlipher από το 1914, ανακάλυψε ότι το φάσμα του φωτός των γαλαξιών είναι μετατοπισμένο προς το ερυθρό, που σύμφωνα με το φαινόμενο Doppler σημαίνει ότι οι γαλαξίες απομακρύνονται από τον παρατηρητή και επιπλέον ότι η ταχύτητα απομάκρυνσης των γαλαξιών είναι τόσο μεγαλύτερη όσο πιο μακριά βρίσκονται οι γαλαξίες. Η διαπίστωση αυτή ονομάστηκε νόμος του Hubble, και η σταθερά της αναλογίας ονομάστηκε σταθερά του Hubble.

Εικόνα:Σε αυτή την εικόνα φαίνεται σχηματικά ένα κύμα όπως το "βλέπει" ένας κινούμενος παρατηρητής. Το κύμα φωτός ξεκινά, ας πούμε στο ιώδες (όπως φαίνεται στο σχήμα) και το λαμβάνει ο απομακρυνόμενος παρατηρητής στο ερυθρό τμήμα του φάσματος.

Τελικά τι εννοούμε όταν λέμε ότι το Σύμπαν διαστέλλεται; Μήπως σημαίνει ότι βρισκόμαστε στο κέντρο του Σύμπαντος ;
Κατηγορηματικά ΟΧΙ !

Ο κάθε γαλαξίας απομακρύνεται από κάθε άλλο γαλαξία με ταχύτητα ανάλογη της απόστασης τους. Σκεφθείτε το ως εξής: Βρισκόμενοι στον γαλαξία Α βλέπουμε όλους τους άλλους γαλαξίες να απομακρύνονται.
Ο υπολογισμός της σταθεράς του Hubble είναι εξαιρετικά μεγάλης σημασίας, έχει άμεση σχέση με την ηλικία του Σύμπαντος και ο υπολογισμός της τιμής της αποτελεί στις μέρες μας αντικείμενο έντονης ερευνητικής δραστηριότητας. Εφόσον το Σύμπαν διαστέλλεται, ο ίδιος ο ρυθμός διαστολής μας δίνει το ανώτερο όριο της ηλικίας του (και είναι ανώτερο όριο λόγω του γεγονότος ότι στα κλασσικά Κοσμολογικά μοντέλα, ο ρυθμός διαστολής επιβραδύνεται λόγω του ίδιου του βαρυτικού πεδίου που παράγεται από την ύλη που περιέχει το Σύμπαν). Ο πρόσφατος υπολογισμός της σταθεράς του Hubble, με την χρήση παρατηρήσεων μακρινών υπερκαινοφανών αστέρων με το διαστημικό τηλεσκόπιο, έδωσε τιμή γύρω στα 14 δισεκατομμύρια χρόνια.

Συμπερασματικά από τις πιο πρόσφατες παρατηρήσεις του WMAP, τις μελέτες της κατανομής των γαλαξιών και των σμηνών γαλαξιών στο Σύμπαν και τον υπολογισμό της σταθεράς του Hubble, αποδεικνύετε ότι το Σύμπαν είναι Ευκλείδειο, και έχει ηλικία 13.7 δισεκατομμυρίων χρόνων (με περιθώριο σφάλματος μόλις 1%). Η σύσταση του είναι εντυπωσιακή: μόλις το 4% της μάζας του αποτελείται από βαρυόνια (δηλαδή την ύλη από την οποία είναι φτιαγμένη η Γη και εμείς οι ίδιοι). Το 23% αποτελείται από σκοτεινή ύλη (άγνωστα μέχρι στιγμής σωματίδια που αλληλεπιδρούν μόνο βαρυτικά με την γνωστή μας ύλη), ενώ το υπόλοιπο 73% σχετίζεται με την ενέργεια του κενού (την λεγόμενη Κοσμολογική Σταθερά). Τα παραπάνω αποτελέσματα σημαίνουν ότι το Σύμπαν θα συνεχίσει να διαστέλλεται για πάντα και μάλιστα με επιταχυνόμενο ρυθμό.