Ultrahladna vakuumska komora je vodila simulacijo zgodnjega vesolja in pripravila nekaj zanimivih ugotovitev o tem, kako je izgledalo okolje kmalu po dogodku Velikega poka.
Konkretno, atomi so se združili v vzorce, podobne kozmičnemu mikrovalovnemu ozadju - za katerega se verjame, da je odmev intenzivnega razpoka, ki je tvoril začetek vesolja. Znanstveniki so CMB s postopnimi višjimi ločljivostmi preslikali s postopno višjo ločljivostjo, vendar je ta eksperiment prvi tovrstni poskus, ki je pokazal, kako se je struktura razvijala na začetku, ko jo razumemo.
Teorija velikega poka (ne gre mešati s priljubljeno televizijsko oddajo) je namenjena opisu razvoja vesolja. Medtem ko mnogi strokovnjaki pravijo, da kaže, kako je vesolje prišlo "iz nič", skladni kozmološki model, ki opisuje teorijo, ne pove ničesar o tem, od kod je vesolje prišlo. Namesto tega se osredotoča na uporabo dveh velikih modelov fizike (splošna relativnost in standardni model fizike delcev). Več o velikem udaru preberite tukaj.
CMB je, preprosteje rečeno, elektromagnetno sevanje, ki napolni vesolje. Znanstveniki verjamejo, da kaže odmev časa, ko je bilo Vesolje veliko manjše, bolj vroče in gostejše ter se napolnilo do roba z vodikovo plazmo. Plazma in sevanje, ki ga obdajata, sta se postopoma hladila, ko je vesolje postajalo večje. (Več informacij o CMB je tukaj.) Nekoč je bil sij iz plazme tako gost, da je bilo vesolje neprozorno, preglednost pa se je povečala, ko so se oblikovali stabilni atomi. Toda ostanki so še vedno vidni v območju mikrovalov.
Nova raziskava je uporabila ultra hladne atome cezija v vakuumski komori na univerzi v Chicagu. Ko je ekipa ohladila te atome na milijardo stopinj nad absolutno ničlo (to je -459,67 stopinje Fahrenheita ali -273,15 stopinj Celzija), so se strukture, ki so jih videli, zdele zelo podobne CMB.
Z gašenjem 10.000 atomov v poskusu, da bi nadzirali, kako močno si atomi medsebojno delujejo, so lahko ustvarili pojav, ki je zelo grobo rečeno podoben načinu, kako se zvočni valovi gibljejo v zraku.
"Pri tej ultrahladni temperaturi se atomi vzbudijo skupaj," je dejal Cheng Chin, raziskovalec fizike na univerzi v Chicagu, ki je sodeloval v raziskavi. Ta pojav je prvi opisal ruski fizik Andrej Saharov, znan pa je kot Saharov akustična nihanja.
Zakaj je torej eksperiment pomemben? Omogoča nam, da natančneje spremljamo, kaj se je zgodilo po velikem udaru.
CMB je preprosto zamrznjen trenutek in se ne razvija, zato morajo raziskovalci potopiti v laboratorij, da ugotovijo, kaj se dogaja.
"V naši simulaciji lahko dejansko spremljamo celoten razvoj Saharovih nihanj," je dejal Chen-Lung Hung, ki je vodil raziskavo in doktoriral. leta 2011 na univerzi v Chicagu, zdaj pa na kalifornijskem tehnološkem inštitutu.
Tako Hung in Chin načrtujeta več dela z ultrahladnimi atomi. Prihodnje raziskovalne usmeritve bi lahko vključevale stvari, na primer delovanje črnih lukenj ali oblikovanje galaksij.
Objavljene raziskave si lahko preberete na spletu ZnanostSpletnega mesta.
Vir: University of Chicago