2023-11-18 10:59:35
Ίδρυμα Ευγενίδου / Eugenides Foundation
Σαν σήμερα, το 1989, εκτοξεύεται ο δορυφόρος COBE για την ανίχνευση της θερμικής αναλαμπής του αρχέγονου Σύμπαντος.
Σύμφωνα με την θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, το Σύμπαν διαστέλλεται διαρκώς. Αυτό, ωστόσο, σημαίνει ότι ταξιδεύοντας πίσω στον χρόνο, το Σύμπαν γίνεται διαρκώς πυκνότερο και θερμότερο, γεγονός που υποδηλώνει ότι σήμερα πρέπει να εμπεριέχει και μια μορφή ακτινοβολίας, η οποία είναι κυριολεκτικά το θερμικό «λείψανο» του υπέρθερμου παρελθόντος του, και συνάμα το πλέον αρχέγονο «φως» που μπορούμε να ανιχνεύσουμε με τα τηλεσκόπιά μας. Η ύπαρξη της ακτινοβολίας αυτής, που ονομάζεται κοσμική ακτινοβολία μικροκυμάτων υποβάθρου (ΚΑΜΥ), προβλέφθηκε θεωρητικά, προτού ανακαλυφθεί τυχαία το 1964 από τους Arno Penzias (1933–) και Robert Wilson (1941–), οι οποίοι τιμήθηκαν για την ανακάλυψή της με το Νόμπελ Φυσικής το 1978.
Από την απαρχή της κοσμολογικής διαστολής και για τα επόμενα 380.000 χρόνια περίπου, η θερμοκρασία του βρεφικού Σύμπαντος παρέμενε απαγορευτικά υψηλή για τον σχηματισμό ουδέτερων ατόμων. Η ύλη, δηλαδή, παρέμενε ιονισμένη και αποτελούνταν κυρίως από πυρήνες υδρογόνου και ηλίου που είχαν συντηχθεί στην διάρκεια της αρχέγονης πυρηνοσύνθεσης, λίγα μόνο λεπτά μετά την Μεγάλη Έκρηξη, όταν η θερμοκρασία του Σύμπαντος ήταν 1 δισ. ºC, καθώς και από ελεύθερα ηλεκτρόνια. Εξαιτίας, όμως, της μεγάλης πυκνότητας της ύλης την αρχέγονη εκείνη εποχή, τα φωτόνια της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σκεδάζονταν διαρκώς από τα ηλεκτρόνια και δεν μπορούσαν να διαφύγουν ελεύθερα στο Διάστημα. Με άλλα λόγια, καθ’ όλη την διάρκεια αυτής της περιόδου, το Σύμπαν ήταν αδιαφανές στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
Ωστόσο, 380.000 χρόνια μετά την απαρχή της κοσμολογικής διαστολής, η θερμοκρασία του Σύμπαντος είχε μειωθεί στους 3.000 ºC. Το γεγονός αυτό επέτρεψε στους πυρήνες υδρογόνου και ηλίου να ενωθούν με τα ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας για πρώτη φορά ουδέτερα άτομα και αποδεσμεύοντας την ακτινοβολία από την ύλη. Καθώς, δηλαδή, η «ομίχλη» των ηλεκτρονίων διαλύεται, το Σύμπαν καθίσταται διαφανές στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, η οποία μπορεί πλέον να διασχίζει το Διάστημα ανεμπόδιστα.
Έκτοτε, το Σύμπαν συνέχισε να διαστέλλεται και να ψύχεται. Η αρχέγονη αυτή ακτινοβολία που απελευθερώθηκε 380.000 χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη έχανε ενέργεια και η θερμοκρασία που της αντιστοιχούσε μειωνόταν διαρκώς, ενώ το μήκος κύματος των φωτονίων της «ξεχείλωνε» όλο και πιο πολύ, φτάνοντας σήμερα να αντιστοιχεί στα μικροκύματα. Αυτή ακριβώς η ακτινοβολία ανιχνεύεται σήμερα με την μορφή της ΚΑΜΥ και αποτελεί το πλέον αρχέγονο φως που μπορούν να συλλέξουν τα τηλεσκόπιά μας.
Η ανίχνευση της ΚΑΜΥ από τον δορυφόρο COBE (Cosmic Background Explorer), που αποτελεί έναν από τους θεμελιώδεις πυλώνες πάνω στους οποίους εδράζεται η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, έδωσε το έναυσμα για μια νέα εποχή μετρήσεων ακριβείας στην κοσμολογία και άνοιξε τον δρόμο για τη βαθύτερη και ακόμη πιο διεξοδική εξερεύνηση του μικροκυματικού υποβάθρου χάρη στα δεδομένα που συνέλεξαν οι δορυφόροι WMAP της NASA (2001-2010) και Planck του ESA (2009-2013). Πραγματικά, η ανίχνευση της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου συγκαταλέγεται ανάμεσα στα κορυφαία επιστημονικά επιτεύγματα του 20ού αιώνα, που αναγνωρίστηκε με την απονομή του Νόμπελ Φυσικής 2006 στους επικεφαλής ερευνητές John Mather και George Smoot.
Καλλιτεχνική αναπαράσταση στην οποία διακρίνονται οι τρεις δορυφόροι που σχεδιάστηκαν για την καταμέτρηση της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου, καθώς και η βελτίωση στην ανίχνευση των μικροσκοπικών διακυμάνσεων που την χαρακτηρίζουν.
NASA/JPL-Caltech/ESA
tinanantsou.blogspot.gr
Σαν σήμερα, το 1989, εκτοξεύεται ο δορυφόρος COBE για την ανίχνευση της θερμικής αναλαμπής του αρχέγονου Σύμπαντος.
Σύμφωνα με την θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, το Σύμπαν διαστέλλεται διαρκώς. Αυτό, ωστόσο, σημαίνει ότι ταξιδεύοντας πίσω στον χρόνο, το Σύμπαν γίνεται διαρκώς πυκνότερο και θερμότερο, γεγονός που υποδηλώνει ότι σήμερα πρέπει να εμπεριέχει και μια μορφή ακτινοβολίας, η οποία είναι κυριολεκτικά το θερμικό «λείψανο» του υπέρθερμου παρελθόντος του, και συνάμα το πλέον αρχέγονο «φως» που μπορούμε να ανιχνεύσουμε με τα τηλεσκόπιά μας. Η ύπαρξη της ακτινοβολίας αυτής, που ονομάζεται κοσμική ακτινοβολία μικροκυμάτων υποβάθρου (ΚΑΜΥ), προβλέφθηκε θεωρητικά, προτού ανακαλυφθεί τυχαία το 1964 από τους Arno Penzias (1933–) και Robert Wilson (1941–), οι οποίοι τιμήθηκαν για την ανακάλυψή της με το Νόμπελ Φυσικής το 1978.
Από την απαρχή της κοσμολογικής διαστολής και για τα επόμενα 380.000 χρόνια περίπου, η θερμοκρασία του βρεφικού Σύμπαντος παρέμενε απαγορευτικά υψηλή για τον σχηματισμό ουδέτερων ατόμων. Η ύλη, δηλαδή, παρέμενε ιονισμένη και αποτελούνταν κυρίως από πυρήνες υδρογόνου και ηλίου που είχαν συντηχθεί στην διάρκεια της αρχέγονης πυρηνοσύνθεσης, λίγα μόνο λεπτά μετά την Μεγάλη Έκρηξη, όταν η θερμοκρασία του Σύμπαντος ήταν 1 δισ. ºC, καθώς και από ελεύθερα ηλεκτρόνια. Εξαιτίας, όμως, της μεγάλης πυκνότητας της ύλης την αρχέγονη εκείνη εποχή, τα φωτόνια της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας σκεδάζονταν διαρκώς από τα ηλεκτρόνια και δεν μπορούσαν να διαφύγουν ελεύθερα στο Διάστημα. Με άλλα λόγια, καθ’ όλη την διάρκεια αυτής της περιόδου, το Σύμπαν ήταν αδιαφανές στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία.
Ωστόσο, 380.000 χρόνια μετά την απαρχή της κοσμολογικής διαστολής, η θερμοκρασία του Σύμπαντος είχε μειωθεί στους 3.000 ºC. Το γεγονός αυτό επέτρεψε στους πυρήνες υδρογόνου και ηλίου να ενωθούν με τα ηλεκτρόνια, σχηματίζοντας για πρώτη φορά ουδέτερα άτομα και αποδεσμεύοντας την ακτινοβολία από την ύλη. Καθώς, δηλαδή, η «ομίχλη» των ηλεκτρονίων διαλύεται, το Σύμπαν καθίσταται διαφανές στην ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία, η οποία μπορεί πλέον να διασχίζει το Διάστημα ανεμπόδιστα.
Έκτοτε, το Σύμπαν συνέχισε να διαστέλλεται και να ψύχεται. Η αρχέγονη αυτή ακτινοβολία που απελευθερώθηκε 380.000 χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη έχανε ενέργεια και η θερμοκρασία που της αντιστοιχούσε μειωνόταν διαρκώς, ενώ το μήκος κύματος των φωτονίων της «ξεχείλωνε» όλο και πιο πολύ, φτάνοντας σήμερα να αντιστοιχεί στα μικροκύματα. Αυτή ακριβώς η ακτινοβολία ανιχνεύεται σήμερα με την μορφή της ΚΑΜΥ και αποτελεί το πλέον αρχέγονο φως που μπορούν να συλλέξουν τα τηλεσκόπιά μας.
Η ανίχνευση της ΚΑΜΥ από τον δορυφόρο COBE (Cosmic Background Explorer), που αποτελεί έναν από τους θεμελιώδεις πυλώνες πάνω στους οποίους εδράζεται η θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, έδωσε το έναυσμα για μια νέα εποχή μετρήσεων ακριβείας στην κοσμολογία και άνοιξε τον δρόμο για τη βαθύτερη και ακόμη πιο διεξοδική εξερεύνηση του μικροκυματικού υποβάθρου χάρη στα δεδομένα που συνέλεξαν οι δορυφόροι WMAP της NASA (2001-2010) και Planck του ESA (2009-2013). Πραγματικά, η ανίχνευση της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου συγκαταλέγεται ανάμεσα στα κορυφαία επιστημονικά επιτεύγματα του 20ού αιώνα, που αναγνωρίστηκε με την απονομή του Νόμπελ Φυσικής 2006 στους επικεφαλής ερευνητές John Mather και George Smoot.
Καλλιτεχνική αναπαράσταση στην οποία διακρίνονται οι τρεις δορυφόροι που σχεδιάστηκαν για την καταμέτρηση της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου, καθώς και η βελτίωση στην ανίχνευση των μικροσκοπικών διακυμάνσεων που την χαρακτηρίζουν.
NASA/JPL-Caltech/ESA
tinanantsou.blogspot.gr
ΜΟΙΡΑΣΤΕΙΤΕ
ΔΕΙΤΕ ΑΚΟΜΑ
ΣΧΟΛΙΑΣΤΕ
