• Observatorija
• Forums
• Zeme
• Saules sistēma
• Visums
  • Citplanētas
  • Zvaigznes
  • Zvaigžņu kopas
  • Miglāji
  • Galaktikas
  • Melnie caurumi
  • Tumšā matērija un enerģija
  • Lielais Sprādziens
  • Astroķīmija
  • Astrobioloģija
• Kosmosa kuģi
• Tehno loģijas
• Spin-off
• Vērojam debesis
• Vēsture
• Attēli un video
• Mazajiem par kosmosu
• Citas ziņas

Jauna Visuma recepte no Planka

Eiropas Kosmosa aģentūras Planka teleskopa iegūtie dati ir ļāvuši izveidot līdz šim detalizētāko kosmiskā mikroviļņu fona starojuma karti, atklājot struktūras, kas liks pārvērtēt pašreizējos pieņēmumus par Visumu.

Karte izveidota no 15,5 mēnešus ilgā laika periodā savāktajiem datiem un misijas pirmās visu debesu Visuma visvecākās "gaismas" fotogrāfijas. Šis reliktais starojums ir atstājis savas pēdas debesīs brīdī, kad Visums bija tikai 380 000 gadus vecs.

Tobrīd jaunais Visums bija piepildīts ar karstu, blīvu, savstarpējā mijedarbībā esošu protonu, elektronu un fotonu maisījumu, kura temperatūra bija aptuveni 2700oC. Kad protoni un elektroni apvienojās, izveidojot ūdeņraža atomus, starojums tika atbrīvots. Visumam izplešoties, šis senais starojums ir izstiepts līdz mikroviļņu garumiem, kas atbilst 2,7 grādiem virs absolūtās nulles.

Kosmiskais mikroviļņu fons (CMB) atklāj niecīgas temperatūras svārstības, kas ir saistītas ar dažāda blīvuma reģioniem Visuma pirmsākumos. Šīs blīvuma atšķirības arī noteica nākamo Visuma struktūru - zvaigznes un galaktikas, to izvietojumu, kādu varam vērot mūsdienās.

Saskaņā ar kosmoloģijas standartmodeli, šīs svārstības radās uzreiz pēc Lielā Sprādziena un tika izstieptas kosmoloģiski milzīgos apmēros inflācijas perioda laikā.

Planks bija paredzēts tieši šo svārstību reģistrēšanai ar vēl lielāku izšķirtspēju un jutību nekā agrākie instrumenti. Izpētot Planka attēlā redzamo "aizmetņu" īpašības un izvietojumu, mēs varam noteikt Visuma sastāvu un attīstību no tā pirmsākumiem līdz mūsdienām.

Planka jaunā karte apstiprina kosmoloģijas standartmodeli, precizējot atsevišķus parametrus. Tomēr augstā precizitāte ir ļāvusi ieraudzīt dīvainas, pagaidām neizskaidrojamas struktūras, kuru izskaidrošanai, iespējams, būs nepieciešams pārvērtēt un uzlabot esošo modeli.

"Planka Visuma portreta izcilā kvalitāte mums ļauj ielūkoties tā pašos pirmsākumos, atklājot, ka mūsu Visuma shēma ir tālu no brīža, kad mēs to varētu uzskatīt par pabeigtu," teica Žans-Žaks Dordēns no Eiropas Kosmosa aģentūras.

"Kopš Planka pirmā visu debesu attēla publikācijas 2010. gadā, mēs rūpīgi analizējām un novācām visu starojumu, kas atrodas starp mums un Visuma pirmo gaismu, atklājot kosmiskā mikroviļņu fona starojumu ar vēl nepieredzētu detalizācijas pakāpi," pastāstīja Džordžs Efstatiou no Kembridžas universitātes.

Viens no lielākajiem pārsteigumiem ir ka CMB temperatūras svārstības lielas leņķiskās izšķirtspējas mērogā neatbilst tām, kuras prognozē standarta modelis. To signāls nav tik spēcīgs, kā būtu sagaidāms no maza mēroga struktūras.

Vēl viena īpatnība ir vidējās temperatūras asimetrija pretējās debesu puslodēs. Tas ir pretrunā ar pieņēmumu, ka Visumam visos virzienos vajadzētu izskatīties vienādam.

Jāpiemin arī fakts, ka aukstais plankums aizņem daudz lielāku apgabalu nekā tika prognozēts.

Norādes par asimetriju un auksto plankumu bija pamanītas arī Planka priekšgājēja - NASA WMAP datos, bet tolaik šīs struktūras pamatā tika ignorētas, jo pastāvēja šaubas, ka to izcelsme nav saistīta ar kosmosu.

"Fakts, ka Planks ir pamanījis šīs anomālijas, izslēdz jebkuras šaubas par to patiesumu. Vairs nevar teikt, ka tās ir mērījumu artefakti. Tās ir reālas un mums tām jāatrod ticams izskaidrojums," paskaidroja Paolo Natoli no Ferraras Universitātes Itālijā.

"Iedomājieties, ka, pēc mājas pamatu apskates, jūs atklājat, ka atsevišķās vietās tie ir vāji. Jūs nezināt, vai šīs nepilnības var izraisīt mājas sabrukšanu, bet jūs meklēsiet iespēju tos nostiprināt, lai tie visur būtu vienādi," piebilda Fransuā Bošē no Parīzes Astrofizikas institūta.

Viens no iespējamajiem skaidrojumiem ir, ka Visums lielos mērogos nemaz nav viendabīgs visos virzienos. Šī scenārija gadījumā CMB starojums līdz mums ir nonācis pa dažādiem ceļiem, izveidojot šīs neparastās struktūras.

"Mūsu mērķis būtu izveidot jaunu modeli, kas paredz šādas anomālijas un tās sasaista. Pagaidām mēs esam tikai sākuši darbu un vēl nezinām, vai tas vispār ir iespējams un kādu jauna veida fiziku varētu ievajadzēties. Un tas ir aizraujoši," teica profesors Efstatiou.

Neskatoties uz novērotajām anomālijām, Planka dati lieliski atbilst standartmodeļa prognozēm, ļaujot precizēt Visuma sastāvu.

Normālā matērija, no kuras veidotas zvaigznes un galaktikas, sastāda tikai 4,9% no Visuma masas/enerģijas blīvuma. Tumšā matērija, kas līdz šim ir reģistrēta tikai netieši, sastāda 26,8%, kas ir nedaudz vairāk kā agrāk tika uzskatīts. Attiecīgi nedaudz mazāk (68,3%) aizņem tumšā enerģija, kas nosaka Visuma paātrināto izplešanos.

Galarezultātā Planka iegūtie dati ļāva precizēt Visuma izplešanās ātrumu, kas pazīstams kā Habla konstante. Jaunie aprēķini liecina, ka tā ir mazāka - 67,15 (km/s)/Mpc. Tas nozīmē, ka Visuma vecums ir 13,82 miljardi gadu.

"Visprecīzākā un detalizētākā mikroviļņu debesu karte iezīmē jaunu Visuma ainu, kas liks mums pārvērtēt pašreizējās kosmoloģijas teorijas," teica EKA Planka misijas zinātnieks Jans Taubers.

"Mēs redzam gandrīz perfektu atbilstību kosmoloģijas standartmodelim, bet ar intriģējošām iezīmēm, kuras mums liks pārskatīt dažus no pieņēmumiem," piebilda zinātnieks. "Šis ir jauna ceļa sākums un mēs ceram, ka Planka datu turpmākā analīze izgaismos šīs neskaidrības."

ESA