صورة مفصلة جديدة للكون الرضيع ، حيث يشير اللون الأحمر إلى البقع الدافئة والأزرق للمناطق الباردة. حقوق الصورة: NASA / WMAP اضغط للتكبير
جمع العلماء أدلة جديدة تدعم النظرية التضخمية للتوسع بفضل البيانات الجديدة من مسبار تباين الموجات الصغرية ويلكنسون التابع لناسا (WMAP). تقوم المركبة الفضائية برصد مستمر لإشعاع الخلفية الكونية ؛ شفق الانفجار الكبير. أنتجت هذه الملاحظات الأخيرة خريطة للسماء مفصّلة للغاية لدرجة أن العلماء كانوا قادرين على تتبع كيفية تضخم التقلبات المجهرية في الكون البدائي في تريليون من الثانية من التوسع السريع لإنشاء النجوم والمجرات التي نراها اليوم.
العلماء الذين يتطلعون إلى أقدم ضوء في الكون لديهم أدلة جديدة لدعم مفهوم التضخم. يشير هذا المفهوم إلى أن الكون توسع بمقدار تريليون ضعف حجمه في أقل من تريليون من الثانية في بداية الانفجار الأعظم.
هذه النتيجة ، التي تم إجراؤها باستخدام مسبار Wilkinson Microwave Anisotropy (WMAP) التابع لناسا ، تستند إلى ثلاث سنوات من الملاحظات المستمرة لخلفية الميكروويف الكونية (CMB) ، ضوء الشفق الناتج عندما كان عمر الكون أقل من مليون سنة.
تسمح بيانات استقطاب WMAP للعلماء بالتمييز بين نماذج التضخم المتنافسة للمرة الأولى. هذه علامة بارزة في علم الكونيات. قال الباحث الرئيسي في برنامج دبليو إم إيه بي تشارلز بينيت من جامعة جونز هوبكنز في بالتيمور: "يمكننا الآن التمييز بين الإصدارات المختلفة لما حدث خلال التريليون الأول من الثانية من الكون". "كلما لاحظ WMAP أطول ، كلما كشف عن كيفية نمو كوننا من التقلبات الكمية المجهرية إلى المساحات الشاسعة من النجوم والمجرات التي نراها اليوم."
ركزت نتائج WMAP السابقة على التغيرات في درجات الحرارة لهذا الضوء ، والتي وفرت عمرًا دقيقًا للكون وإلقاء نظرة على هندسته وتكوينه. لا تقدم ملاحظات WMAP الجديدة خريطة درجة حرارة أكثر تفصيلاً فحسب ، بل أيضًا أول خريطة كاملة السماء لاستقطاب CMB. سيمكن هذا الاختراق الكبير العلماء من الحصول على رؤية أعمق بكثير لما حدث في غضون تريليون جزء من الثانية من الكون. وقد تم تقديم نتائج WMAP إلى مجلة الفيزياء الفلكية ونشرت على
http://wmap.gsfc.nasa.gov/results
يصف فيزياء الانفجار العظيم كيف تطورت المادة والطاقة خلال الـ 13.7 مليار سنة الماضية. تُظهر مراقبة WMAP لغطاء إشعاع الميكروويف البارد الذي يتخلل الكون أنماطًا تحدد بذور ما نما إلى النجوم والمجرات. الأنماط هي اختلافات صغيرة في درجة الحرارة داخل هذا الضوء الموحد بشكل غير عادي. يلاحظ WMAP تقلبات درجة الحرارة عند مستويات أدق من مليون جزء من الدرجة.
يمكن لـ WMAP حل الميزات في الخلفية الكونية للميكروويف بناءً على الاستقطاب ، أو الطريقة التي يتغير بها الضوء من خلال البيئة التي يمر بها. على سبيل المثال ، ضوء الشمس المنعكس على جسم لامع مستقطب. تساعد مقارنة سطوع الميزات العريضة بالميزات المدمجة في خلفية الميكروويف ، أو ضوء الشفق ، على سرد قصة عالم الرضيع. كان أحد التوقعات القديمة هو أن السطوع سيكون نفسه للميزات من جميع الأحجام. في المقابل ، تتوقع أبسط إصدارات التضخم انخفاض السطوع النسبي مع صغر حجم الميزات ، وهو اتجاه يظهر في البيانات الجديدة.
قال عضو فريق WMAP ، ليمان بيدج من جامعة برينستون في برينستون ، نيوجيرسي: "هذه منطقة جديدة تمامًا. ستصبح بيانات الاستقطاب أقوى مع استمرار WMAP في مراقبة خلفية الميكروويف. تزيد النتائج الجديدة لـ WMAP من إلحاحية البحث عن علامة موجة الجاذبية للتضخم. إذا شوهدت موجات الجاذبية في القياسات المستقبلية ، فسيكون ذلك دليلاً قوياً على التضخم ".
مع خريطة درجة حرارة أكثر ثراء وخريطة استقطاب جديدة ، تفضل بيانات WMAP أبسط إصدارات التضخم. بشكل عام ، يفترض التضخم أنه في بداية الانفجار العظيم ، تم تحويل التقلبات الكمومية - دفقات الطاقة قصيرة الأجل على المستوى دون الذري - من خلال التوسع التضخمي السريع إلى تقلبات المادة التي مكنت النجوم والمجرات في النهاية من التكوين. وتتوقع أبسط إصدارات التضخم أن تكون التقلبات الأكبر حجماً هي الأقوى. النتائج الجديدة من WMAP تفضل هذا التوقيع.
تتنبأ نظرية التضخم بأن هذه التقلبات نفسها أنتجت أيضًا موجات جاذبية بدائية يترك تشوهها الزمكان توقيعًا في استقطاب CMB. سيكون هذا هدفًا مهمًا لقياسات CMB المستقبلية التي ستوفر ، إذا وجدت ، تأكيدًا مذهلاً للتضخم.
قال عضو فريق WMAP غاري هينشو من مركز جودارد لرحلات الفضاء التابع لوكالة ناسا في جرينبيلت ، ماريلاند: "كان التضخم مفهومًا رائعًا عندما تم اقتراحه لأول مرة قبل 25 عامًا ، والآن يمكننا دعمه ببيانات حقيقية".
تم إطلاق برنامج WMAP ، وهو شراكة بين Goddard و Princeton ، في 30 يونيو 2001. ويضم فريق WMAP باحثين في جامعات ومعاهد أمريكية وكندية. للحصول على صور ومعلومات على الويب حول WMAP ، تفضل بزيارة:
http://www.nasa.gov/vision/universe/wmap_pol.html
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة ناسا
