תא ואקום אולטרה-קולד ניהל הדמיה של היקום המוקדם והעלה כמה ממצאים מעניינים על מראה הסביבה זמן קצר לאחר התרחשות המפץ הגדול.
באופן ספציפי, האטומים התגודדו בתבניות הדומות לרקע המיקרוגל הקוסמי - האמינו כהד להתפרצות העזה שיצרה את ראשית היקום. מדענים מיפו את ה- CMB ברזולוציה גבוהה יותר בהדרגה באמצעות מספר טלסקופים, אך ניסוי זה הוא הראשון מסוגו שהראה כיצד התפתח המבנה בתחילת הזמן כפי שאנו מבינים אותו.
תיאוריית המפץ הגדול (שלא יתבלבל עם תוכנית הטלוויזיה הפופולרית) נועדה לתאר את התפתחות היקום. בעוד שגופים רבים אומרים שהוא מראה כיצד היקום הגיע "יש מאין", המודל הקוסמולוגי הקונקורדנטי המתאר את התיאוריה אינו אומר דבר מאיפה היקום הגיע. במקום זאת, הוא מתמקד ביישום שני מודלים גדולים של פיסיקה (תורת היחסות הכללית והמודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים). קרא עוד על המפץ הגדול כאן.
CMB היא, בפשטות רבה יותר, קרינה אלקטרומגנטית הממלאת את היקום. מדענים מאמינים שזה מראה הד לתקופה בה היקום היה קטן בהרבה, חם וצפוף יותר, ומלא עד אפס מקום בפלזמה מימן. הפלזמה והקרינה סביבו התקררו בהדרגה ככל שהיקום התגבר. (מידע נוסף על ה- CMB נמצא כאן.) פעם, הזוהר מהפלזמה היה כה צפוף שהיקום היה אטום, אך השקיפות גדלה ככל שנוצרו אטומים יציבים. אבל השאריות עדיין נראות בטווח המיקרוגל.
המחקר החדש השתמש באטומי צזיום אולטרה-קולית בתא ואקום באוניברסיטת שיקגו. כשהצוות קירר את האטומים האלה למיליארד מעלות מעל האפס המוחלט (שהוא -459.67 מעלות פרנהייט, או -273.15 מעלות צלזיוס), המבנים שהם ראו נראו דומים מאוד ל- CMB.
על ידי מרווה של 10,000 האטומים בניסוי כדי לשלוט באיזו עוצמה האטומים מתקשרים זה עם זה, הם הצליחו ליצור תופעה הדומה, באופן גס מאוד, לאופן שבו גלי הקול נעים באוויר.
"בטמפרטורה אולטרה-קולית זו, האטומים מתרגשים באופן קולקטיבי," הצהיר צ'נג צ'ין, חוקר פיזיקה מאוניברסיטת שיקגו שהשתתף במחקר. תופעה זו תוארה לראשונה על ידי הפיזיקאי הרוסי אנדריי סחרוב, והיא ידועה בשם תנודות אקוסטיות של סחרוב.
אז מדוע הניסוי חשוב? זה מאפשר לנו לעקוב מקרוב אחר מה שקרה אחרי המפץ הגדול.
ה- CMB הוא פשוט רגע קפוא ואינו מתפתח, ומחייב את החוקרים להתעמק במעבדה כדי להבין מה קורה.
"בסימולציה שלנו אנו יכולים למעשה לעקוב אחר כל ההתפתחות של תנודות סחרוב," אמר צ'ן-לונג הונג, שהוביל את המחקר, הרוויח את הדוקטורט שלו. בשנת 2011 באוניברסיטת שיקגו, וכעת הוא במכון הטכנולוגי בקליפורניה.
גם האנג וגם הסנטר מתכננים לבצע עבודה רבה יותר עם האטומים הקולי-אולטרה-פרטיים. הוראות מחקר עתידיות יכולות לכלול דברים כמו אופן פעולתם של חורים שחורים, או כיצד נוצרו גלקסיות.
אתה יכול לקרוא את המחקר שפורסם באופן מקוון באתר מדעהאתר.
מקור: אוניברסיטת שיקגו
