แสงแรกของจักรวาลเพิ่งถูกเปิดเผยในรายละเอียดที่น่าทึ่ง

เราเพิ่งได้รับสแน็ปช็อตที่ชัดเจนที่สุดจากแสงแรกที่สตรีมผ่านจักรวาล

หลังจากห้าปีของการจ้องมองที่ไม่กะพริบบนท้องฟ้ากล้องโทรทรรศน์ Atacama Cosmology(ACT) ได้รวบรวมแผนที่ที่มีรายละเอียดมากที่สุดที่เราเคยเห็นมาจาก- แสงจาง ๆ ที่แทรกซึมจักรวาลจากเพียง 380,000 ปีหลังจาก-

ผลลัพธ์? ตอนนี้เรามีหน้าต่างที่ชัดเจนยิ่งขึ้นในวัยเด็กของจักรวาลเผยให้เห็นด้วยความแม่นยำมากขึ้นกว่าที่เคยมีมวลอยู่ในนั้นขนาดใหญ่แค่ไหนและวิกฤตการณ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของจักรวาล -- ยังคงไม่ได้รับการแก้ไข

ผลการวิจัยได้รับรายละเอียดในเอกสาร preprint สามฉบับที่อัปโหลดไปยัง Arxiv และเว็บไซต์พระราชบัญญัติมหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน-

“ เรากำลังเห็นขั้นตอนแรกในการสร้างดาวและกาแลคซีที่เก่าแก่ที่สุด” Suzanne Staggs นักฟิสิกส์ของมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันในสหรัฐอเมริกากล่าว

“ และเราไม่เพียง แต่เห็นแสงและความมืดเราเห็นโพลาไรเซชันของแสงในความละเอียดสูงนั่นคือการกำหนดปัจจัยที่กำหนดจากการกระทำจากพลังค์และอื่น ๆ กล้องโทรทรรศน์ก่อนหน้านี้ "

เราไม่สามารถมองเห็น Big Bang ได้ตลอดเวลา จักรวาลยุคแรก ๆ เต็มไปด้วยหมอกหนาทึบทึบของพลาสมาที่แตกตัวเป็นไอออน สื่อนี้ไม่สามารถรับแสงได้ โฟตอนใด ๆ ที่เคลื่อนผ่านความมืดเพียงแค่กระจายอิเล็กตรอนอิสระ

จนกระทั่งประมาณ 380,000 ปีหลังจากบิ๊กแบงว่าอนุภาคเหล่านี้เริ่มรวมเข้ากับก๊าซที่เป็นกลางซึ่งส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจนในสิ่งที่เรียกว่ายุคของการรวมตัวกันใหม่-

เมื่ออนุภาคอิสระถูกซ่อนไว้เป็นอะตอมแสงก็สามารถทะลักออกมาได้แพร่กระจายไปทั่วจักรวาล แสงแรกนั้นคือพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิค (CMB)

อย่างที่คุณสามารถจินตนาการได้ประมาณ 13.4 พันล้านปีต่อมา CMB นั้นมีพลังงานมากและต่ำมากดังนั้นจึงต้องใช้เวลาในการสังเกตมากในการตรวจจับและการวิเคราะห์จำนวนมากเพื่อแซวออกมาท่ามกลางแหล่งกำเนิดแสงอื่น ๆ ในจักรวาล

การรวบรวมแผนที่ของ CMB นั้นเป็นผลงานมานานหลายทศวรรษด้วยแผนที่ All-Sky แรกเปิดตัวในปี 2010รวบรวมจากข้อมูลที่รวบรวมโดยกล้องโทรทรรศน์ Planck Space ตั้งแต่นั้นมานักวิทยาศาสตร์ได้ทำงานเพื่อปรับแต่งความละเอียดของแผนที่เพื่อให้เราสามารถเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเกิดจักรวาลของเรา

นี่คือสิ่งที่เรามีตอนนี้ด้วยการเปิดตัวข้อมูลล่าสุดจาก ACT แสดงความเข้มและโพลาไรซ์ของ CMB ด้วยความชัดเจนมากขึ้นกว่าเดิม โพลาไรเซชันคือระดับที่คลื่นแสงหมุนซึ่งนักดาราศาสตร์สามารถถอดรหัสเพื่ออนุมานธรรมชาติของสภาพแวดล้อมที่แสงเดินทางผ่าน

“ ก่อนหน้านี้เราต้องดูว่าสิ่งต่าง ๆ อยู่ที่ไหนและตอนนี้เราก็เห็นว่าพวกเขากำลังเคลื่อนไหวอย่างไร” Staggs กล่าว "ชอบใช้กระแสน้ำเพื่ออนุมานการปรากฏตัวของการเคลื่อนไหวที่ติดตามโดยโพลาไรเซชันของแสงบอกเราว่าแรงโน้มถ่วงแรงดึงนั้นแข็งแกร่งเพียงใดในส่วนต่าง ๆ ของอวกาศ "

CMB ให้วิธีการวัดวิวัฒนาการของจักรวาล เราสามารถดูสถานะของการเล่นได้ในขณะนี้และในช่วงเวลาที่แตกต่างกันในช่วงประวัติศาสตร์ของจักรวาลและเปรียบเทียบกับ CMB เพื่อทำแผนภูมิ 13.8 พันล้านปีนับตั้งแต่บิ๊กแบง

“ เราวัดได้อย่างแม่นยำมากขึ้นว่าจักรวาลที่สังเกตได้ขยายเวลาเกือบ 50 พันล้านปีแสงในทุกทิศทางจากเรา "นักจักรวาลวิทยา Erminia Calabrese จากมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ในสหราชอาณาจักร" และมีมวลมากถึง 1,900 'Zetta-Suns' หรือเกือบ 2 ล้านล้านดวงอาทิตย์ "

มวลส่วนใหญ่นั้นมองไม่เห็น สสารแบริออนปกติทำขึ้นเพียง 100 ซันซันของมวลของจักรวาล นั่นคือทุกสิ่งที่เราสามารถตรวจจับได้ - ดาว, กาแลคซี, ดาวเคราะห์, ผู้คน, แก๊ส, ฝุ่น - ทุกอย่างนั้น

ในเรื่องปกตินี้ 75 Zetta-Suns เป็นไฮโดรเจนและ 25 Zetta-Suns เป็นฮีเลียม องค์ประกอบที่เหลือในจักรวาลรวมกันมีมวลน้อยมากจนพวกเขาไม่ได้ทำบุ๋มในแผนภูมิวงกลม

อีก 500 Zetta-suns ประกอบขึ้นเป็นล่องหน,- ส่วนที่เหลืออีก 1,300 Zetta-suns ประกอบด้วยชื่อที่เรามอบให้การผลักดันพื้นที่เพื่อขยายเร็วกว่าที่เราเห็น

สิ่งนี้นำเราไปสู่ค่าคงที่ฮับเบิลซึ่งแสดงถึงอัตราการขยายตัวของจักรวาล

แต่เวอร์ชันสั้น ๆ คือการวัดจักรวาลที่ห่างไกลจากข้อมูลเช่น CMB แสดงอัตราการขยายตัวช้ากว่าการวัดของจักรวาลในท้องถิ่นตามข้อมูลเช่นซูเปอร์โนวา อดีตอยู่ที่ประมาณ 67 หรือ 68 กิโลเมตรต่อวินาทีต่อ megaparsec หลังประมาณ 73 หรือ 74 กิโลเมตรต่อวินาทีต่อ megaparsec

มันค่อนข้างน่าสนใจและคุ้มค่าที่จะอ่านเพิ่มเติมหากคุณมีความชอบ แต่ผลที่สุดของความตึงเครียดนี้คือนักดาราศาสตร์พยายามที่จะทำการวัดที่ดีขึ้นและดีขึ้นของจักรวาลเพื่อลองและปิดช่องว่างระหว่างช่วงการวัดทั้งสอง

แผนที่ใหม่ของ CMB ให้ค่าคงที่ฮับเบิล 69.9 กิโลเมตรต่อวินาทีต่อเมกะการ์เซค มันเป็นหนึ่งในการวัดที่เข้มงวดที่สุดและในข้อตกลงที่ดีกับค่าอื่น ๆ สำหรับค่าคงที่ฮับเบิลตาม CMB

“ มันน่าประหลาดใจเล็กน้อยสำหรับเราที่เราไม่พบหลักฐานบางส่วนที่สนับสนุนมูลค่าที่สูงขึ้น” Staggs กล่าว "มีบางพื้นที่ที่เราคิดว่าเราอาจเห็นหลักฐานสำหรับคำอธิบายของความตึงเครียดและพวกเขาก็ไม่ได้อยู่ในข้อมูล"

นั่นยังคงเป็นปัญหาที่ต้องแก้ไข แต่การคำนวณซ้ำ ๆ ซ้ำ ๆ ดูเหมือนว่าจะมีการบอกใบ้มากขึ้นว่ามีบางสิ่งที่สำคัญที่เราหายไปหรือจักรวาลค่อนข้างแปลกกว่าที่เราคิด

แต่แผนที่สีส้มและสีน้ำเงินนั้นทำให้เราใกล้ชิดกับการคิดออกมาเป็นข้อพิสูจน์ถึงความอยากรู้อยากเห็นที่ไม่รู้จักพอและความเฉลียวฉลาดของวิทยาศาสตร์มนุษย์อย่างไม่รู้จักเหน็ดเหนื่อย

“ เราสามารถเห็นย้อนกลับไปผ่านประวัติศาสตร์จักรวาล” Jo Dunkley จากมหาวิทยาลัยพรินซ์ตันนักดาราศาสตร์กล่าว "จากทางช้างเผือกของเราเองกาแลคซีที่ห่างไกลที่ผ่านมาเป็นเจ้าภาพจัดหลุมดำอันกว้างใหญ่และกลุ่มกาแลคซีขนาดใหญ่ไปจนถึงช่วงเวลาของเด็ก"

เอกสารสามฉบับได้รับการอัปโหลดไปยัง arxiv และมีอยู่ในเว็บไซต์พรินซ์ตัน-