حقوق الصورة: NSF
ابتكر علماء الفلك من مؤسسة العلوم الوطنية و Caltech أكثر الصور تفصيلًا على الإطلاق من أقدم ضوء ينبعث منه الكون. استخدم الفريق جهاز تصوير الخلفية الكوني ، وهو عبارة عن مجموعة من كاشفات الميكروويف الحساسة في الصحراء الشيلية ، لجمع الضوء الذي سافر 14 مليار سنة للوصول إلى الأرض ؛ يظهر لنا الكون في عمر 300000 سنة فقط ، تمامًا مثلما بدأت بذور المادة في التكوين ، وأصبحت في النهاية مجرات ونجوم وكواكب ونحن.
أنتج علماء الفلك العاملون من هضبة نائية في الصحراء الشيلية أكثر الصور تفصيلاً على الإطلاق المصنوعة من أقدم ضوء ينبعث منه الكون ، مما يوفر تأكيدًا مستقلًا للنظريات المثيرة للجدل حول أصل المادة والطاقة.
بدفع حدود التكنولوجيا المتاحة ، اكتشف جهاز تصوير الخلفية الكونية (CBI) الممول من مؤسسة العلوم الوطنية (NSF) ومعهد كاليفورنيا للتكنولوجيا (Caltech) اختلافات دقيقة في الخلفية الكونية للميكروويف ، الإشعاع الذي سافر إلى الأرض على مدى 14 تقريبًا مليار سنة. تُظهر خريطة التقلبات البذور الأولية الأولى للمادة والطاقة التي ستتطور لاحقًا إلى مجموعات من مئات المجرات.
توفر القياسات أيضًا دليلاً مستقلاً لنظرية التضخم التي نوقشت منذ فترة طويلة ، والتي تنص على أن الكون خضع لتوسع عنيف في لحظاته الدقيقة الأولى. بعد حوالي 300000 سنة ، كان الجو باردًا بما يكفي للسماح بتكوين بذور المادة وأصبحت "شفافة" ، مما يسمح للضوء بالمرور. لاحظ CBI بقايا هذا الإشعاع المبكر. كما تساعد البيانات العلماء على معرفة المزيد عن القوة البغيضة التي تسمى "الطاقة المظلمة" التي يبدو أنها تتحدى الجاذبية وتجبر الكون على التسارع بوتيرة متزايدة باستمرار.
قالت مديرة NSF ريتا كولويل "هذا بحث أساسي في أفضل حالاته وأكثرها إثارة". "كل صورة جديدة للكون المبكر تنقح نموذجنا لكيفية بدء كل شيء. مثلما ينمو الكون وينتشر ، تستمر معرفة البشرية بأصولنا في التوسع ، وذلك بفضل الخبرة الفنية واستمرار صبر العلماء مثل هؤلاء ".
قال قائد الفريق أنتوني ريدهيد من كالتيك: "لقد رأينا ، للمرة الأولى ، البذور التي أدت إلى ظهور مجموعات المجرات ، وبالتالي وضع نظريات تكوين المجرات على أساس رصد ثابت". "توفر هذه الملاحظات الفريدة عالية الدقة مجموعة جديدة من الاختبارات الحرجة لعلم الكونيات ، وتقدم أدلة جديدة ومستقلة على أن الكون مسطح وتهيمن عليه المادة المظلمة والطاقة المظلمة."
Readhead ، مع زملاء Caltech ستيف بادين وتيموثي بيرسون وآخرين من كندا وشيلي والولايات المتحدة ، أنتجوا أفضل القياسات حتى الآن لخلفية الميكروويف الكونية. الخلفية الكونية للميكروويف (CMB) هي تسجيل لأول فوتونات هربت من التبريد السريع ، والاندماج في الكون بعد حوالي 300،000 سنة من الانفجار الكوني المعروف باسم الانفجار الكبير الذي يعتقد أنه ولد بشكل عام الكون.
البيانات من CBI حول توزيعات درجة الحرارة في CMB تدعم تعديل نظرية الانفجار الكبير. هذا التعديل يسمى نظرية التضخم. يشير التضخم إلى أن البلازما الساخنة للكون الأولي خضعت لتوسع شديد وسريع في أول 10 -32 ثانية. الاختلافات في درجة الحرارة التي يقاسها البنك المركزي العراقي صغيرة مثل 10 مليون جزء من الدرجة.
من خلال رسم قمم توزيع درجات الحرارة ، أظهر العلماء أن بيانات CBI الدقيقة تتوافق تمامًا مع التضخم ويؤكدون النتائج السابقة من قبل علماء آخرين. في أبريل 2000 ، أعلن فريق دولي من علماء الكونيات بقيادة أندرو لانج من Caltech عن أول دليل مقنع على أن الكون مسطح ، أي أن هندسته هي أن الخطوط المتوازية لن تتقارب أو تتباعد. لاحظ فريق لانج على تردد مختلف عن CBI ، باستخدام بالون عالي الارتفاع حلّق فوق القارة القطبية الجنوبية.
ومنذ ذلك الحين ، كشف فريقان آخران - باستخدام طرق مستقلة - عن تحليلاتهما للتغيرات الباهتة للغاية في درجة الحرارة بين الموجات الميكروية الكونية. أجرت الأدوات الأربعة قياسات دقيقة للمعلمات التي استخدمها علماء الكون منذ فترة طويلة لوصف الكون المبكر. قدمت كل مجموعة من البيانات أدلة جديدة على شكل البلازما الجنينية وقربت العلماء من الإجابات النهائية. دعمت NSF عمل جميع الفرق الأربعة وأدواتها ، بعضها لأكثر من 15 عامًا.
تم تقديم خمس ورقات حول بيانات البنك المركزي العراقي اليوم إلى مجلة الفيزياء الفلكية للنشر.
يتكون CBI من 13 مقياس تداخل مثبتة على منصة بقطر 6 أمتار ، تعمل بترددات من 26 جيجا هرتز إلى 36 جيجا هرتز. تقع في الصحراء الأكثر جفافاً في العالم - أتاكاما - يستفيد CBI من الرطوبة المنخفضة على ارتفاع 5،080 متر (16،700 قدم). دعمت NSF بحث CBI منذ عام 1995. قدم المجلس الوطني للعلوم والتكنولوجيا في تشيلي موقع CBI.
المصدر الأصلي: NSF News Release
