Universumin muodostumisen varhainen vaihe on pitkälti nykypäivän tieteen mysteeri. Mutta uudessa Nature-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa tutkijat ovat esittäneet vakuuttavan tapauksen juuri silloin, kun ensimmäiset tähdet alkoivat muodostua. Noin 13,7 miljardia vuotta sitten tapahtuneen Ison räjähdyksen jälkeen maailmankaikkeus oli pimeä, kuuma ja täynnä korkeaenergisia alkuainehiukkasia. 380 000 vuoden jälkeen maailmankaikkeus on jäähtynyt tarpeeksi fotonien olemassaololle. Silloin ilmestyi ensimmäinen kosminen mikroaaltotausta (CMB), jonka ansiosta tutkijat saivat tietää enemmän maailmankaikkeuden alkuperästä.
Tutkijat ehdottivat, että tutkimalla kosmisen mikroaaltotaustan voimakkuutta, on mahdollista selvittää hetki, jolloin ensimmäiset tähdet alkoivat muodostua. Kun tähdet alkavat muodostua, ne kuumentavat vetykaasua, joka tunkeutuu maailmankaikkeuteen. Kun kaasu lämpenee, se absorboi CMB: tä, jonka seurauksena sen intensiteetti laskee. Tällaisia poikkeamia on mahdotonta havaita perinteisillä kaukoputkilla, mutta täällä radiosignaalit tulevat tieteen avuksi. Nämä signaalit ovat kuitenkin niin heikkoja, että ne peitetään helposti melusta, joka voi toisinaan olla kymmeniä tuhansia kertoja vahvempi. Yhden tutkijan mukaan "sellaisten signaalien etsiminen on kuin yrittäisi kuulla kolibrin siipien ryntäminen hurrikaanin keskellä".
Tällaiset vaikeudet eivät kuitenkaan pysäyttäneet tutkijoita. Ryhmä tutkijoita Arizonan yliopistosta ja Massachusetts Institute of Technology -yrityksestä aikoi havaita tähdenmuodostuksen aikaiset signaalit, ja niin uskomatonta kuin miltä se kuulostaa, he tekivät sen. Ja he tekivät kaiken tämän suhteellisen pienellä antennilla (kuvassa alapuolella). Antenni asennettiin yhteen Australian autiomaista, koska juuri sellaisissa paikoissa ihmisen aiheuttamien radiosignaalien aiheuttamat häiriöt voidaan minimoida. Ensimmäistä kertaa onni hymyili tutkijoille vuonna 2016. Juuri sitten CMB-intensiteetin ensimmäinen lasku rekisteröitiin. Saatujen tietojen perusteella voimme päätellä, että ensimmäiset tähdet muodostuivat noin 180 miljoonaa vuotta iso räjähdyksen jälkeen.
”Tämä on erittäin jännittävää, koska pystyimme ensimmäistä kertaa ainakin yhdellä silmällä katsomaan maailmankaikkeuden muodostumisen tärkeintä ajanjaksoa. Silloin ensimmäiset tähdet ja galaksit alkoivat muodostua. Tämä on ensimmäinen kerta, kun tiede on saanut suoria havainnointitietoja tuolta aikakaudelta”, kertoo Haystackin observatorion johtaja Colin Lonsdale.
Tutkimusryhmä vietti yli vuoden vahvistaakseen omat päätelmänsä vastaanotettujen signaalien perusteella. Antennin sijainti muutettiin, mittauslaitteiden erilaista kalibrointia käytettiin. Mutta samaan aikaan signaali havaittiin joka kerta, kun taas se osoittautui kaksinkertaiseksi voimakkaammaksi kuin alun perin odotettiin. Tämä todistaa, että vety oli varhaisessa universumissa paljon kylmempi kuin aiemmin ajateltiin. Tutkija Rennan Barkana Tel Avivin yliopistosta väittää, että tumma aine voi selittää kylmempää maailmankaikkeutta.
Tutkimuksen tuloksena saadut tiedot on edelleen vahvistettava muiden alan asiantuntijoiden toimesta. Siitä huolimatta monet tutkijat, jotka ovat jo perehtyneet MIT: n ja Arizonan yliopiston asiantuntijoiden kokeiden tuloksiin, uskovat, että löytöllä on yksi tai jopa kaksi Nobel-palkintoa. Ensimmäisen palkinnon voi saada tutkijoille ensimmäisten tähtien iän määrittämisestä, ja toisen palkinnon saavat aikaan kylmempi vety ja pimeä aine, joka kykenee laajentamaan nykyistä fyysistä mallia. Voit lukea tutkimustuloksia täältä.
Mainosvideo:
Sergey Gray