Detailný fragment CMB. (Vedecký tím NASA/WMAP) Niekedy astronómovia a astrofyzici pracujú na takých gigantických, myseľ ohýbajúcich mierkach – pokiaľ ide o vzdialenosť aj čas –, že sa nemôžete ubrániť úžasu nad novými objavmi, s ktorými neustále prichádzajú.
Príklad: kontrola teploty vesmíru v jeho najmladšej fáze, len 880 miliónov rokov po tom Veľký tresk , umožnené pozorovaním tieňa vrhaného oblakom studeného vodného plynu vo vzdialenosti asi 13,8 miliardy svetelných rokov od Zeme.
Je to náš doteraz najskorší pohľad na teplotu vesmíru, o ktorom si vedci myslia, že sa časom ochladzuje, keď sa rozširuje a šíri, a je to ďalší skutočne užitočný dátový bod pri hľadaní tej najzáhadnejšej sily stojacej za expanziou:temná energia.
„Tento dôležitý míľnik nielenže potvrdzuje očakávaný trend ochladzovania pre oveľa skoršiu epochu, než bolo doteraz možné merať, ale mohol by mať aj priame dôsledky na povahu nepolapiteľnej temná energia ,' hovorí astronóm Axel Weiss , z Inštitútu Maxa Plancka pre rádiovú astronómiu (MPIfR) v Nemecku.
Kľúč k tomu, ako sa to stalo, sa sústreďuje na kontrast teplôt. Pomocou NOVEMBER (Northern Extended Millimeter Array) teleskop vo Francúzsku, astronómovia sa zamerali na HFLS3 galaxia – známa ako hviezdna galaxia kvôli nezvyčajne vysokému počtu nových hviezd, ktoré produkuje.
Svetlu trvá tak dlho, kým sa k nám dostane z HFLS3, že ho vidíme tak, ako to bolo menej ako miliardu rokov po vzniku vesmíru. To, čo tiež vidíme, je veľký oblak vodnej pary medzi nami a galaxiou, oblak, ktorý je chladnejší ako kozmické mikrovlnné pozadie žiarenie (CMB), ktoré udáva teplotu vesmíru.
Teplotný rozdiel medzi chladnejším plynom a CMB vytvára takzvané absorpčné čiary a štúdiom týchto čiar je možné určiť teplotu CMB. Je to pomerne komplikovaný kúsok astrofyziky, ktorý umožnilo infračervené svetlo vyžarované novonarodenými hviezdami v HFLS3.
Výskumníci vypočítali CMB medzi 16,4 a 30,2 Kelvina (-256,8 až -243 °C) v časovom období reprezentovanom HFLS3, čo zodpovedá predchádzajúce predpovede kozmologických modelov 20 Kelvinov. To je dôležité potvrdenie nášho modelovania.
'Okrem dôkazu o ochladzovaní nám tento objav tiež ukazuje, že vesmír mal vo svojich počiatkoch niektoré celkom špecifické fyzikálne vlastnosti, ktoré dnes už neexistujú.' hovorí astrofyzik Dominik Riechers , z Univerzity v Kolíne nad Rýnom v Nemecku.
„Pomerne skoro, asi 1,5 miliardy rokov po Veľkom tresku, už bolo kozmické mikrovlnné pozadie príliš studené na to, aby bolo možné tento efekt pozorovať. Máme preto jedinečné pozorovacie okno, ktoré sa otvára len veľmi mladému vesmíru.“
Zistenia ukazujú, že predchádzajúce odhady rýchlosti poklesu teploty, ktorá zodpovedá expanzii, sú v správnej oblasti. Pokus o takýto druh čítania by teraz nefungoval – CMB je príliš chladný na to, aby vytvoril rovnaký teplotný kontrast.
Pokiaľ ide o temnú energiu, predpokladá sa, že to poháňa expanziu vesmíru, ale schopnosť priamo ju pozorovať zostáva mimo dosahu našich súčasných nástrojov. Môžeme sa však o ňom dozvedieť viac pozorovaním jeho účinkov – vrátane rýchlosti expanzie vesmíru a poklesu teploty CMB.
Ako to už býva, jeden výskum plodí mnoho ďalších. Výskumný tím teraz hľadá ďalšie oblaky studenej vody, na ktoré možno použiť rovnakú techniku, s cieľom získať ďalšie údaje v priebehu prvých 1,5 miliardy rokov po Veľkom tresku.
'Náš tím to už sleduje s NOEMA štúdiom okolia iných galaxií,' hovorí astronóm Roberto Neri , z Inštitútu Radio Astronomie Millimètre (IRAM) vo Francúzsku.
'S očakávaným zlepšením presnosti zo štúdií väčších vzoriek vodných oblakov sa ešte len uvidí, či naše súčasné základné chápanie expanzie vesmíru platí.'
Výskum bol publikovaný v r Príroda .