2013.03.22. - Elkészült az ősi Univerzum legjobb térképe

A Planck űrszonda mérései alapján elkészült az ősi Univerzum eddigi legpontosabb és legrészletesebb térképe, amely új információkkal szolgál majd a Világegyetem koráról, összetételéről, végső soron az eredetéről.

Az Európai Űrügynökség (ESA) Planck űrszondája az Ősrobbanás utáni Univerzum "ujjlenyomatának", a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásnak a tulajdonságait tanulmányozza. A küldetés első 15 és fél hónapjának adatai alapján elkészült és nyilvánosságra hozták az ősi Univerzum eddigi legpontosabb és legrészletesebb térképét. A felmérés kicsiny fluktuációkat mutat a háttérsugárzás 2,7 K körüli hőmérsékletében, a detektált minta pedig tulajdonképpen a ma is látható galaxisok és galaxishalmazok kialakulásának kezdeti lépéseit tükrözi.

A felmérés legfontosabb eredménye, hogy a Világegyetem lassabban tágul, mint ahogyan a kozmológusok eddig gondolták, ennek megfelelően kora 13,8 milliárd év, mintegy 100 millió évvel több a korábban becsültnél. Az adatok alapján az Univerzumban kevesebb a sötét energia, aminek a gyorsuló tágulást tulajdonítják, ennek megfelelően pedig több a normál és a sötét anyag is. Utóbbi szubsztancia csak a gravitációs hatásával ad hírt magáról, így egyelőre ugyanolyan misztikus mint a sötét energia. A Planck egyik kutatója, Joan Centrella (NASA Headquarters, Washington) szerint a világ minden részén szinte tűkön ülve várták ezt a térképet, hiszen a mérések számos tudományterület szempontjából alapvető jelentőségűek, de az eredmények befolyásolják a jövő űrmisszióit is.

A Világegyetem korát, összetételét és egyéb alapvető paramétereit az ún. sztenderd modell írja le. Az új adatok lehetővé teszik majd a kutatók számára, hogy finomítsák és pontosítsák ezt. Ugyanakkor a mérési eredmények nem teljesen illeszkednek a sztenderd modell előrejelzéseihez. Az egyik feltevés szerint az Univerzum izotróp, azaz bármilyen irányba nézünk is, a háttérsugárzásnak ugyanolyannak kell lennie. A valóság azonban az, hogy a hőmérséklet-mintázat aszimmetrikus az égbolt két felén, illetve van egy nagy folt is, melynek mérete nagyobb a vártnál. John Tauber (ESA Planck Project) szerint tehát az egyszerű modell egyrészt nagyon jól illeszkedik a megfigyelésekhez, másrészt viszont vannak olyan mérési eredmények, melyek néhány alapfeltevés újragondolására késztethetnek bennünket.

A térkép alapján tesztelhetők az Univerzum inflációjára vonatkozó állítások is. Az elmélet szerint az Ősrobbanás után közvetlenül az éppen megszületett Világegyetem mérete elképzelhetetlenül rövid idő alatt 10²⁶-szorosára tágult. Az új térkép, amely szerint az anyag véletlenszerűen oszlott el, azt sugallja, hogy a nagyon korai Univerzumban kvantumos skálákon random folyamatok játszottak szerepet az eloszlás kialakításában, ez pedig néhány bonyolultabb inflációs modellt kizárhat.

A mikrohullámú háttérsugárzás hőmérsékletének eloszlása az égbolton a Planck mérései alapján. A háttérsugárzás a fiatal, 370 ezer éves Univerzum állapotáról nyújt információt. 2,7 K-es átlaghőmérsékletében a mérések szerint kicsiny fluktuációk figyelhetők meg, melyek az anyag korai szerveződésének nyomai.
[ESA and the Planck Collaboration]

A Planck űrszondát 2009-ben bocsátották fel, hogy a mikrohullámú háttérsugárzás alapján az addiginál sokkal pontosabb térképét rajzolja fel az Ősrobbanás utáni Univerzumnak. A 2,7 K hőmérsékletű ősi sugárzás a Világegyetem Big Bang után 370 ezer évvel fennálló állapotának lenyomata, amikor a sugárzás levált a barionos anyagról. A korábban a Planck-nál kevésbé érzékeny és rosszabb térbeli felbontású COBE (Cosmic Background Explorer) és WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) űrszondák által is tanulmányozott háttérsugárzás figyelemre méltóan egyenletes az egész égbolton, nagyon pici változások azonban fellépnek benne, melyek a születés utáni kvantumfluktuációk okozta hanghullámok lenyomatai. A térképen pacaként feltűnő sűrűsödésekből alakultak ki aztán a galaxisok és galaxishalmazok.

Az új mérési adatok alapján új becslés született az Univerzum tágulási ütemét leíró Hubble-konstansra is, ennek értéke 67,15±1,2 km/s/Mpc. Ez kisebb, mint a korábbi, a NASA Spitzer és Hubble űrteleszkópjainak más módszerekkel végzett vizsgálataiból származtatott érték. Az új becslés szerint a Világegyetem sötét anyag-tartalma 26,8% az eddigi 24% helyett, míg a sötét energia aránya 71,4%-ról 68,3%-ra csökkent, ennek megfelelően pedig a normál anyag aránya 4,9% a 4,6% helyett.

Az égbolt felmérését még jelenleg is végző Planck szonda munkájának végleges eredménye 2014-ben fog megjelenni.

Forrás:

• ScienceDaily 2013.03.21.