Egy ultrahűtő vákuumkamra a korai világegyetem szimulációját készítette, és érdekes megállapításokkal szolgált arról, hogy a környezet hogyan néz ki röviddel a Nagyrobbanás után.
Konkrétan, az atomok a kozmikus mikrohullámú háttérhez hasonló mintákba csoportosultak - úgy véljük, hogy az intenzív robbantás visszhangja, amely az univerzum kezdete volt. A tudósok fokozatosan nagyobb felbontással térképezték fel a CMB-t több távcső segítségével, de ez a kísérlet az első a maga nemében, amely megmutatta, hogy a szerkezet hogyan fejlődött az idő elején, ahogy azt megértjük.
A Nagyrobbanás elmélete (nem szabad összetéveszteni a népszerű televíziós műsorral) az univerzum evolúciójának leírására szolgál. Míg sok ember szerint ez azt mutatja, hogy az univerzum miként jött létre „semmitől”, az elméletet leíró konkordancia kozmológiai modell nem mond semmit arról, ahonnan jött az univerzum. Ehelyett két nagy fizikai modell alkalmazására összpontosít (általános relativitáselmélet és a részecskefizika standard modellje). További információ a Big Bangról itt.
A CMB, egyszerűbben mondva, az elektromágneses sugárzás, amely kitölti az Univerzumot. A tudósok úgy vélik, hogy egy olyan idő visszhangját reprezentálja, amikor az Univerzum sokkal kisebb, melegebb és sűrűbb volt, és hidrogénplazmával megtöltötte a szélét. A plazma és az azt körülvevő sugárzás fokozatosan lehűlt, ahogy az Univerzum nagyobb lett. (További információ a CMB-ről itt található.) Egyszerre a plazma fénye olyan sűrű volt, hogy az Univerzum átlátszatlan volt, de az átlátszóság növekedett, amikor a stabil atomok képződtek. De a maradék még mindig látható a mikrohullámú tartományban.
Az új kutatás ultraszáraz cézium atomokat használt egy vákuumkamrában a Chicagói Egyetemen. Amikor a csapat ezeket az atomokat az abszolút nulla feletti (ez -459,67 Fahrenheit fok vagy -273,15 Celsius fok) milliárdos fokra lehűlt, az általuk megtekintett szerkezetek nagyon hasonlóak voltak a CMB-hez.
A kísérlet 10 000 atomjának leállításával annak ellenőrzésére, hogy az atomok milyen erősen kölcsönhatásba lépnek egymással, képesek voltak olyan jelenséget előállítani, amely nagyon durván szólva hasonló ahhoz, hogy a hanghullámok miként mozognak a levegőben.
„Ezen az ultrahőmérsékleten az atomok együttesen gerjesztik” - mondta Cheng Chin, a Chicagói Egyetem fizikai kutatója, aki részt vett a kutatásban. Ezt a jelenséget először Andrei Szaharov orosz fizikus írja le, és Szaharov akusztikus rezgéseinek nevezik.
Miért fontos a kísérlet? Ez lehetővé teszi számunkra, hogy jobban nyomon kövessük, mi történt a Nagyrobbanás után.
A CMB egyszerűen csak egy fagyos pillanat, és nem fejlődik tovább, és megköveteli a kutatóktól, hogy bemerüljenek a laboratóriumba, hogy kitalálják, mi történik.
"Szimulációnk során valóban nyomon követhetjük a Szaharov-oszcillációk teljes alakulását" - mondta Chen-Lung Hung, aki a kutatást vezette, és Ph.D. 2011-ben a Chicagói Egyetemen, és ma a Kaliforniai Technológiai Intézetben van.
Hung és Chin egyaránt azt tervezik, hogy több munkát végeznek az ultrahideg atomokkal. A jövőbeli kutatási irányok magukban foglalhatják például a fekete lyukak működését vagy a galaxisok kialakulását.
A közzétett kutatást online olvashatja el TudományHonlapja.
Forrás: Chicagói Egyetem
