Det fjerneste tilbageblik gennem tiden endnu takket være en ny analyse af den kosmiske mikrobølgebakgrund.
Mystery fans ved, at den bedste måde at løse et mysterium er at besøge den scene, hvor den begyndte, og se efter ledetråde. For at forstå mysterierne i vores univers prøver forskere at vende tilbage så langt de kan til Big Bang. En ny analyse af strålingsdata fra kosmisk mikrobølgebakgrund (CMB) foretaget af forskere med Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) har taget det fjerneste tilbageblik gennem tiden endnu - 100 år til 300.000 år efter Big Bang - og fristede nye antydninger om ledetråde til hvad der kunne være sket.
Mikrobølgehimmelen som set af Planck. Den flekkede struktur af CMB, det ældste lys i universet, vises i områdets høje breddegrad. Det centrale bånd er planet for vores galakse, Mælkevejen. Med tilladelse fra Det Europæiske Rumorganisation
”Vi fandt, at standardbilledet af et tidligt univers, hvor strålingsherredømme blev efterfulgt af materieherredømme, holder sig til det niveau, vi kan teste det med de nye data, men der er antydninger om, at stråling ikke gav plads for stof præcist som forventet, ”siger Eric Linder, en teoretisk fysiker med Berkeley Labs fysikafdeling og medlem af Supernova Cosmology Project. ”Der ser ud til at være et overskydende strejf af stråling, der ikke skyldes CMB-fotoner.”
Vores viden om Big Bang og den tidlige dannelse af universet stammer næsten udelukkende fra målinger af CMB, primordiale fotoner frigøres, når universet afkøles nok til, at partikler af stråling og partikler af stof adskilt. Disse målinger afslører CMB's indflydelse på væksten og udviklingen af den storskala struktur, vi ser i universet i dag.
Linder, der arbejdede med Alireza Hojjati og Johan Samsing, som derefter var på besøg hos videnskabsmænd ved Berkeley Lab, analyserede de seneste satellitdata fra Det Europæiske Rumorganisations Planck-mission og NASAs Wilkinson Microbølgeovn Anisotropy Probe (WMAP), der skubbede CMB-målinger til højere opløsning, lavere støj og mere himmel dækning end nogensinde før.
”Med Planck- og WMAP-data skubber vi virkelig grænsen tilbage og ser længere tilbage i universets historie til regioner med højenergifysik, som vi tidligere ikke kunne få adgang til,” siger Linder. ”Mens vores analyse viser, at CMB-fotonrelikset efter gløden af Big Bang blev fulgt hovedsageligt af mørkt stof som forventet, var der også en afvigelse fra standarden, der antyder relativistiske partikler ud over CMB-lys.”
Linder siger, at de største mistænkelige bag disse relativistiske partikler er ”vilde” versioner af neutrinoer, de fantomlignende subatomære partikler, der er de næstmest befolkede beboere (efter fotoner) i dagens univers. Udtrykket "vildt" bruges til at skelne disse uregelmæssige neutrinoer fra dem, der forventes inden for partikelfysik og observeres i dag. En anden mistænkt er mørk energi, den anti-tyngdekraft, der fremskynder vores universets ekspansion. Igen, dette ville dog være fra den mørke energi, vi observerer i dag.
”Tidlig mørk energi er en klasse af forklaringer på oprindelsen af den kosmiske acceleration, der opstår i nogle modeller med højenergifysik,” siger Linder. ”Mens konventionel mørk energi, såsom den kosmologiske konstant, fortyndes til en del i en milliard total energitæthed omkring tidspunktet for CMB's sidste spredning, kan tidlige mørke energiteorier have 1 til 10 millioner gange mere energitæthed. ”
Linder siger, at tidlig mørk energi kunne have været drivkraften, som syv milliarder år senere forårsagede den nuværende kosmiske acceleration. Dets faktiske opdagelse ville ikke kun give ny indsigt i oprindelsen af den kosmiske acceleration, men måske også give nyt bevis for strengteori og andre begreber inden for fysisk højenergi.
”Nye eksperimenter til måling af CMB-polarisering, der allerede er i gang, såsom POLARBEAR og SPTpol-teleskoper, vil gøre det muligt for os at udforske den oprindelige fysik yderligere, siger Linder.
via Berkeley Lab