«Изучение космического микроволнового фонового излучения с самого начала Вселенной важно для понимания того, как вся Вселенная возникла и почему она такая, какая она есть».
Телескоп CLASS будет наблюдать за ночным небом, чтобы наблюдать колебания энергии космического микроволнового фонового излучения. (Изображение предоставлено Университетом Джонса Хопкинса)
Ученые нашли способ углубиться в 13,8 миллиардов лет космической истории, вплоть до «первого света», измеряя, как энергетические волны вибрируют над Землей».
Команда под руководством астрофизиков из Университета Джона Хопкинса использовала серию микроволновых телескопов под названием «Космологический крупноугольный исследовательский инструмент» (CLASS), чтобы нанести на карту 75% неба над Землей. Обсерватория расположена в Андах на высоте примерно 5138 м (16860 футов) в пустыне Атакама в Чили.
Измерения, проведенные CLASS, включают в себя «микроволновую поляризацию», которая относится к направлению, в котором выравниваются световые волны. Эти измерения помогают ученым отфильтровывать длины волн излучения, исходящего от Млечного Пути, которое связано с первым светом Вселенной, окаменелым небесным телом, называемым «космическим микроволновым фоном» или CMB.
"Изучая поляризацию космического микроволнового фона, астрофизики смогут сделать вывод о том, на что была похожа ранняя Вселенная", - сказал соруководитель группы из Университета Джона Хопкинса Тобиас Блэк, профессор физики и астрономии в университете говорится в заявлении. «Астрофизики могут вернуться в очень ранние времена, к начальным условиям, к самым ранним моментам, когда впервые появилось распределение материи и энергии во Вселенной, и связать все это с тем, что мы видим сегодня».
Расшифровка космического ископаемого
Реликтовое излучение состоит из остатков света, возникшего в период, называемый «Эпохой рекомбинации», примерно через 380 миллионов лет после Большого взрыва. До этого момента Вселенная была заполнена горячей плотной плазмой и была непрозрачной. Эти так называемые космические темные века были вызваны тем, что свободные электроны бесконечно прыгали вокруг частиц света, называемых фотонами .
Затем началась эра рекомбинации, когда Вселенная расширилась, электроны соединились с протонами, образовав первые атомы, и охладились, пока не родился водород, самый легкий и простой элемент во Вселенной. Внезапное отсутствие свободных электронов означает, что фотоны мгновенно могут свободно путешествовать, делая Вселенную прозрачной для света.
Этот первый свет сегодня виден как KMF.
Реликтовое излучение возникло в то время, когда Вселенная была гораздо более плотной, чем сегодня, поэтому оно было почти равномерно распространено по всей Вселенной. Но существуют небольшие колебания космического микроволнового фонового излучения, которое существует уже около 13,4 миллиардов лет, и эти колебания говорят нам, как развивалась материя и ее распределение. Сюда входит образование первых звезд, галактик и скоплений галактик.
«Изучение космического микроволнового фонового излучения с момента зарождения Вселенной имеет решающее значение для понимания того, как сформировалась Вселенная в целом и почему она такая, какая она есть», — сказал Найджел Шарп, директор программы Отдела астрономических наук Национального научного фонда.
Обратите внимание: Что больше Вселенной (рассказ).
«Эти новые измерения предоставляют важные крупномасштабные детали в нашей растущей картине изменений, существующих в космическом фоновом излучении. Это достижение было достигнуто с использованием наземных инструментов и поэтому особенно впечатляет».
(Вверху) Новый класс поляризованных карт неба, которые менее зашумлены, чем соответствующие спутниковые карты (Внизу). Направление поляризации показано красным и синим цветом, а сила поляризации определяется интенсивностью цвета.
Карты классов дают представление о микроволновых сигналах, излучаемых, когда свет ограничен одной плоскостью, что называется линейно поляризованным светом. Линейная поляризация микроволн вызвана магнитным полем Млечного Пути, которое гонит электроны на высоких скоростях. Таким образом, этот сигнал может быть полезен для изучения Млечного Пути, но также может помешать изучению реликтового излучения ранней Вселенной.
CLASS создает четкую карту микроволнового неба и позволяет ученым отфильтровывать линейно поляризованные микроволны, что может улучшить наше понимание физических процессов, существовавших в ранней Вселенной. Эти процессы могут привести к образованию циркулярно поляризованного фона. Круговая поляризация возникает, когда свет ведет себя как двумерная поперечная волна. Это отличается от микроволн с линейной поляризацией.
Линейная и круговая поляризация (Изображение предоставлено: Общественное достояние)
«Знание яркости Млечного Пути важно, потому что нам необходимо внести в нее поправку, чтобы выполнить более детальный анализ космического микроволнового фонового излучения», — сказал Джонс, ведущий автор исследования, астрофизик из университета Джозеф Эймер. В заявлении Университета Хопкинса говорится: «CLASS очень успешно охарактеризовал природу этого сигнала, что позволило нам распознать его и удалить эти примеси из наших наблюдений».
Благодаря этим новым результатам CLASS устанавливает новый стандарт для картирования поляризации света и открывает новые возможности для астрономических обсерваторий на Земле, которым необходимо иметь дело с помехами со стороны земной атмосферы.
«Этот проект находится на переднем крае продвижения наземных измерений поляризации в крупнейших масштабах», — заключил Элмер.
Исследование исследовательской группы было опубликовано в Астрофизическом журнале 26 февраля.
Космос Космос Длинный пост 2Больше интересных статей здесь: Космос.
Источник статьи: «Колебания» энергетических волн над Землей могут хранить историю Вселенной.