En ny detaljerad bild av spädbarnsuniverset, där röda indikerar varma fläckar och blått för de kallare områdena. Bildkredit: NASA / WMAP Klicka för förstoring
Forskare har samlat nya bevis som stöder den inflationära teorin om utvidgning tack vare nya data från NASA: s Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). Rymdskeppet har gjort kontinuerliga observationer av den kosmiska bakgrundsstrålningen; Bigglets efterglöd. Dessa senaste observationer producerade en karta över himlen så detaljerad att forskare kunde spåra hur mikroskopiska fluktuationer i det primordiala universum förstorades i en biljon av en sekund av snabb expansion för att skapa de stjärnor och galaxer vi ser idag.
Forskare som tittar tillbaka till det äldsta ljuset i universum har nya bevis för att stödja begreppet inflation. Konceptet innebär att universum expanderade många biljoner gånger dess storlek på mindre än en biljon sekund i början av big bang.
Denna upptäckt, gjord med NASA: s Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), är baserad på tre års kontinuerliga observationer av den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB), efterglödljuset som producerades när universum var mindre än en miljon år gammalt.
WMAP-polarisationsdata gör det möjligt för forskare att skilja mellan konkurrerande inflationsmodeller för första gången. Detta är en milstolpe i kosmologin. "Vi kan nu skilja mellan olika versioner av vad som hände under den första trillionthen av en sekund av universum," sade WMAP Principal Investigator Charles Bennett från Johns Hopkins University i Baltimore. "Ju längre WMAP observerar, desto mer avslöjar det hur vårt universum växte från mikroskopiska kvantfluktuationer till de stora expanserna av stjärnor och galaxer vi ser idag."
Tidigare WMAP-resultat fokuserade på temperaturvariationerna i detta ljus, som gav en exakt ålder av universum och insikt i dess geometri och sammansättning. De nya WMAP-observationerna ger inte bara en mer detaljerad temperaturkarta, utan också den första hel himmelskartan över polarisationen av CMB. Detta stora genombrott kommer att göra det möjligt för forskare att få mycket djupare inblick i vad som hände under den första biljoner av en sekund av universum. WMAP-resultaten har skickats till Astrophysical Journal och publiceras kl
http://wmap.gsfc.nasa.gov/results
Big bang-fysik beskriver hur materie och energi utvecklats under de senaste 13,7 miljarder åren. WMAPs observation av filten med sval mikrovågsstrålning som genomsyrar universum visar mönster som markerar frön från det som växte till stjärnor och galaxer. Mönstren är små temperaturskillnader i detta extraordinärt ljus. WMAP uppskattar temperaturfluktuationer i nivåer som är finare än en miljondel av en grad.
WMAP kan lösa funktioner i den kosmiska mikrovågsbakgrunden baserat på polarisering, eller hur ljuset förändras av miljön genom vilket det passerar. Till exempel polariseras solljus som reflekterar från ett glänsande föremål. Att jämföra ljusstyrkan hos breda funktioner med kompakta funktioner i mikrovågsbakgrunden, eller efterglödljus, hjälper till att berätta historien om spädbarnsuniverset. En långvarig förutsägelse var att ljusstyrkan skulle vara densamma för funktioner i alla storlekar. Däremot förutspår de enklaste versionerna av inflationen att den relativa ljusstyrkan minskar när funktionerna blir små, en trend som ses i de nya uppgifterna.
”Detta är helt nytt territorium,” sade WMAP-teammedlem Lyman Page från Princeton University i Princeton, N.J. ”Polarisationsdata kommer att bli starkare när WMAP fortsätter att observera mikrovågsbakgrunden. WMAPs nya resultat ökar brådskan att söka inflationens gravitationsvågstecken. Om gravitationsvågor ses i framtida mätningar, skulle det vara ett bevis på inflationen. ”
Med en rikare temperaturkarta och den nya polariseringskartan föredrar WMAP-data de enklaste versionerna av inflationen. Generellt sett uppger inflationen att i början av big bang, kvantfluktuationer - kortlivade brister av energi på den subatomära nivån - omvandlades genom den snabba inflationsutvidgningen till fluktuationer av materia som i slutändan möjliggjorde stjärnor och galaxer att bildas. De enklaste versionerna av inflationen förutspår att de största variationerna i inflationen också kommer att vara de starkaste. De nya resultaten från WMAP gynnar denna signatur.
Inflationsteorin förutspår att samma fluktuationer också producerade primitiva gravitationsvågor vars förvrängning av rymdtid lämnar en signatur i CMB-polarisationen. Detta kommer att vara ett viktigt mål för framtida CMB-mätningar, som, om de hittas, skulle ge en fantastisk bekräftelse av inflationen.
"Inflation var ett fantastiskt koncept när den först föreslogs för 25 år sedan, och nu kan vi stödja den med riktiga data," sa WMAP-teammedlem Gary Hinshaw från NASA: s Goddard Space Flight Center i Greenbelt, Md.
WMAP, ett partnerskap mellan Goddard och Princeton, lanserades den 30 juni 2001. WMAP-teamet inkluderar forskare vid U.S. och kanadensiska universitet och institut. För bilder och information på webben om WMAP, besök:
http://www.nasa.gov/vision/universe/wmap_pol.html
Originalkälla: NASA News Release
