Kilka grup astronomów przedstawiło wyniki badań naziemnych i balonowych. Według nich, są one najsilniejszymi znalezionymi dotąd dowodami potwierdzającymi koncepcję powstania Wszechświata.

Przedstawione w niedzielę na spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Fizycznego wyniki badań dostarczają przesłanek za tym, że Wszechświat przeszedł przez okres krótkiej, lecz szybkiej ekspansji, którą nazywa się inflacją.

Z tymi danymi teoria inflacji wygląda na silną – powiedział John Carlstrom z Uniwersytetu w Chicago – Zawsze była teoretycznie dopracowana. Teraz ma ona silne obserwacyjne podstawy.

Teoria inflacji została zaproponowana dwie dekady temu jako próba wyjaśnienia problemów, które pojawiły się przy pracy nad standardowym modelem Wielkiego Wybuchu. Te problemy to przede wszystkim jednorodność obserwowanego Wszechświata. Obszary, które z powodu ogromnej od siebie odległości nigdy nie mogły wymienić między sobą informacji, wyglądały identycznie. Teoria inflacji radziła sobie z tymi problemami, ale tylko teoretycznie. Dopiero niedawno udało się znaleźć dowody obserwacyjne.

Nowe dowody potwierdzające inflację pochodzą z pomiarów kosmicznego promieniowania tła – promieniowania o temperaturze około 2,7 K docierającego do nas ze wszystkich stron, które powstało około 500 tysięcy lat po Wielkim Wybuchu, kiedy to Wszechświat ochłodził się tak bardzo, że protony i elektrony mogły połączyć się, tworząc atomy wodoru i czyniąc przestrzeń przezroczystą dla promieniowania. Początkowo wydawało się, że promieniowanie tła jest takie samo we wszystkich kierunkach. Dopiero obserwacje poczynione dekadę temu przez satelitę COBE (Cosmic Background Explorer) pokazały, że występują w nim jednak pewne fluktuacje. Była to pierwsza doświadczalna przesłanka za teorią inflacji.

Najnowsze obserwacje promieniowania tła pochodzą z instrumentów umieszczonych na Biegunie Południowym oraz z balonów, które krążyły ponad Antarktydą na wysokości około 37 kilometrów. Uczeni pracujący przy tych eksperymentach przeprowadzili obserwacje temperatury promieniowania z dokładnością do 100 milionowych części kelwina. Nowe dane pokazują serię trzech maksimów temperatury – strukturę, która była przewidywana przez modele inflacyjne.

Wczesny Wszechświat był pełen fal dźwiękowych ściskających i rozrzedzających światło i materię, tak jak zwykle ściskają i rozrzedzają powietrze we flecie albo w trąbce – wyjaśnia Paolo deBernardis z Uniwersytetu w Rzymie – Teraz po raz pierwszy udało się poznać składowe harmoniczne tych fal.

Gdyby nie zaobserwowano żadnych maksimów, teoria inflacji byłaby poważnie zagrożona. Rozważania nad wczesnym Wszechświatem należałoby rozpocząć od nowa.

Autor

Michał Matraszek