תמונה מפורטת חדשה של יקום התינוקות, שם אדום מציין כתמים חמים וכחול באזורים הקרירים יותר. אשראי תמונה: NASA / WMAP לחץ להגדלה
מדענים אספו ראיות חדשות התומכות בתיאוריית ההתפשטות האינפלציונית בזכות נתונים חדשים מ- Wilkinson Microbe Anisotropy Probe (WMAP). החללית מבצעת תצפיות רצופות על קרינת הרקע הקוסמית; העוקב אחרי המפץ הגדול. תצפיות אחרונות אלה ייצרו מפה של השמיים, כך כל כך מפורטות, כי המדענים הצליחו להתחקות אחר התגברות התנודות המיקרוסקופיות ביקום הקדום בטרידיון של שנייה של התפשטות מהירה ליצירת הכוכבים והגלקסיות שאנו רואים כיום.
למדענים המציגים בחזרה לאור העתיק ביותר ביקום יש עדויות חדשות התומכות במושג האינפלציה. הרעיון מציב את היקום שהתרחב טריליון פעמים רבות מגודלו בפחות מטריליון שנייה בתחילת המפץ הגדול.
ממצא זה, שנעשה באמצעות חלוקת המיקרוגל אניסוטרופיה של ווילקינסון (WMAP) של נאס"א, מבוסס על שלוש שנים של תצפיות רצופות על רקע המיקרוגל הקוסמי (CMB), האור הזוהר לאחר שהיקום היה בן פחות ממיליון שנה.
נתוני קיטוב WMAP מאפשרים למדענים להבחין בין מודלים מתחרים של אינפלציה לראשונה. זוהי אבן דרך בקוסמולוגיה. "אנו יכולים להבחין כעת בין גרסאות שונות למה שקרה בטריליון הראשון של שנייה של היקום," אמר חוקר הראשי של WMAP צ'ארלס בנט מאוניברסיטת ג'ונס הופקינס בבולטימור. "ככל שה- WMAP צופה זמן רב יותר, כך הוא מגלה כיצד צמח היקום שלנו מתנודות קוונטיות מיקרוסקופיות למרחבים הכוכבים והגלקסיות האדירות שאנו רואים כיום."
תוצאות WMAP קודמות התמקדו בווריאציות הטמפרטורה של אור זה, שסיפקו גיל מדויק של היקום ותובנות לגבי הגיאומטריה והרכבו. תצפיות WMAP החדשות נותנות לא רק מפת טמפרטורות מפורטות יותר, אלא גם את מפת השמיים המלאים של קיטוב ה- CMB. פריצת דרך משמעותית זו תאפשר למדענים לקבל תובנה הרבה יותר עמוקה לגבי מה שקרה בטריליון הראשון של שנייה של היקום. תוצאות WMAP הוגשו לכתב העת Astrophysical והן מתפרסמות בכתובת
http://wmap.gsfc.nasa.gov/results
פיזיקת המפץ הגדול מתארת כיצד התפתח חומר ואנרגיה במהלך 13.7 מיליארד השנים האחרונות. התצפית של WMAP בשמיכה של קרינת מיקרוגל מגניבה המחלחלת ליקום מציגה דפוסים המסמנים את הזרעים של מה שצמח לכוכבים וגלקסיות. הדפוסים הם הפרשי טמפרטורה זעירים בתוך האור האחיד בצורה יוצאת דופן. WMAP מבחין בתנודות הטמפרטורה ברמות עדינות ממיליון מעלות.
WMAP יכול לפתור תכונות ברקע המיקרוגל הקוסמי על בסיס קיטוב, או אופן שינוי האור על ידי הסביבה דרכה הוא עובר. לדוגמה, אור שמש המשקף עצם מבריק מקוטב. השוואת הבהירות של תכונות רחבות לתכונות קומפקטיות ברקע המיקרוגל, או אור לאחר הזוהר, עוזרת לספר את סיפורו של יקום התינוקות. תחזית אחת ארוכת טווח הייתה שהבהירות תהיה זהה לתכונות בכל הגדלים. לעומת זאת, הגרסאות הפשוטות ביותר לאינפלציה מנבאות שהבהירות היחסית יורדת ככל שהתכונות קטנות, מגמה שנראית בנתונים החדשים.
"זוהי טריטוריה חדשה לגמרי", אמר חבר צוות WMAP, Lyman Page, מאוניברסיטת פרינסטון בפרינסטון, נ. ג'. "נתוני הקיטוב יתעצמו ככל ש- WMAP ימשיך להתבונן ברקע המיקרוגל. התוצאות החדשות של WMAP מגבירות את הדחיפות לחיפוש אחר סימן הגל הכבידתי של האינפלציה. אם רואים גלי כבידה במדידות עתידיות, זו תהיה עדות מוצקה לאינפלציה. "
עם מפת טמפרטורה עשירה יותר ומפת הקיטוב החדשה, נתוני WMAP מעדיפים את הגרסאות הפשוטות ביותר לאינפלציה. באופן כללי, האינפלציה מעלה כי בתחילת המפץ הגדול, תנודות קוונטיות - פרצי אנרגיה קצרי מועד, ברמה התת אטומית - הומרו על ידי ההתפשטות האינפלציונית המהירה לתנודות של חומר שבסופו של דבר אפשרו לכוכבים וגלקסיות להיווצר. הגרסאות הפשוטות ביותר לאינפלציה צופות כי גם התנודות בגודל הגדול ביותר יהיו החזקות ביותר. התוצאות החדשות של WMAP מעדיפות חתימה זו.
תיאוריית האינפלציה מנבאת כי אותן תנודות ייצרו גם גלי כבידה קדומים אשר עיוות הזמן-המרחב משאיר חתימה בקיטוב CMB. זו תהיה מטרה חשובה למדידות עתידיות ב- CMB, שאם יימצאו, יאפשרו אישור מדהים לאינפלציה.
"צוות האינפלציה היה מושג מדהים כשהוא הוצע לראשונה לפני 25 שנה, ועכשיו אנו יכולים לתמוך בו עם נתונים אמיתיים", אמר חבר צוות WMAP, גרי Hinshaw, ממרכז טיסת החלל "גודארד" של נאס"א בגרינבלט שבמדינה.
WMAP, שותפות בין גודארד ופרינסטון, הושק ב- 30 ביוני 2001. צוות WMAP כולל חוקרים באוניברסיטאות ומכונים קנדיים בארה"ב. לתמונות ומידע באינטרנט על WMAP, בקר ב:
http://www.nasa.gov/vision/universe/wmap_pol.html
המקור המקורי: מהדורת החדשות של נאס"א
