Nya rön av mikrovågbakgrundsmätningar i universum.

 

Universum uppstod för ca 13,8 miljarder år sedan i som man tror ett stort ljussken kallat big bang. 380000 år senare efter denna händelse och materia (mestadels väte) svalnat bildades neutrala atomer som for runt i universum.

Ljuset efter denna händelse kallas numera den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB). En strålning som kommer till oss från alla håll  enhetligt som det verkade. Under de senaste decennierna har  astronomer upptäckt att strålningen har svaga krusningar och stötar vilket gör nivån av ljusstyrkan ej helt likartad överallt. Skillnaden är dock  enbart några hundra tusendels – detta kan visa fröna för skapandet av då framtida strukturer som galaxer. Astronomer har förmodat att dessa krusningar  är spår från den första expansionsvågen – den så kallade inflationen – som svällde upp  då  universum uppstod i ett sken  mellan en tiondels till trettiotredjedels 33 sekund.

Spåren efter inflationen bör vara svagt närvarande genom  hur de kosmiska krusningarna uppför sig som effekt av gravitationsvågor i kosmos begynnelse.

Detta kallas Curlingeffekten vilken ger mönster i ljus som kallas "B-lägespolarisering", vilken förväntas men är mycket svag. Andra exotiska processer finns också  vilka påverkar mätningar och gör dem svårtolkade. Den viktigaste är ljusets svaga glöd från dammpartiklar i vår galax som  justeras av magnetfält. Ljus från detta fenomen är polariserat och kan vridas av magnetfält vilket då kan ge B-lägespolariseringsmönster.

Radiovågor från vintergatan kan ge liknande effekter. För ungefär sex år sedan rapporterade CfA-astronomer som arbetade på Sydpolen de första bevisen för sådan curlingeffekt, "B-lägespolarisering", på nivåer som överensstämmer med enkla modeller av inflationen. Men efterföljande mätningar vid olika frekvenser (eller färger) av mikrovågsljus visade att signalen kunde förklaras som galaktiskt damm. 

Teamet har även  rapporterat att den mest troliga av den återstående klassen av modeller till förståelse av mikrovågsbakgrunden förutsäger ursprungliga gravitationsvågor på nivåer som bör upptäckas (eller uteslutas) inom det närmaste decenniet med uppgraderade teleskop vid Sydpolen. Teamet håller redan på att uppgradera BICEP-systemet och förväntar sig att få en förbättrad faktor inom  tre till fem år vilket bör räcka  för att sätta snäva begränsningar för inflationsmodeller möjliga att undersöka.

Allt ska resultera i bättre förståelse av hur universum kom till (min anm.).

Bild från vikipedia som visar BICEP2 anläggningen varifrån mätningar görs från sydpolen.

Plasma-filled cosmos (inflationsteorin)

 

Den kosmiska mikrovågsbakgrunden i universum anses vara överbliven strålning från Big Bang från då universum började eller kom till ur ingenting. Vid Big Bang skedde enligt teorin en snabb inflation och expansion. En expansion som ökar än i dag i alla riktningar i rummet och därmed utvidgar universum till att bli större och större. I detta representeras värmen från Big Bang från mikrovågsstrålningen (bakgrundsstrålningen).

 

Man kan inte se mikrovågsstrålning  (CMB)  med blotta ögat. Men den finns överallt i universum. Osynlig men närvarande. Då det är så kallt minus -273.15 grader Celsius i universum innebär det att universums mikrovågsstrålning mest är synlig i det elektromagnetiska spektrumet.

Astronomer har observerat att temperaturen i den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) är  jämn och enhetlig. Temperatur kan bli enhetlig (likartad) endast om avlägsna delar av universum kan interagera med varandra och utbyta energi. De snabbaste interaktionerna sker som vi vet med ljusets hastighet (inget kan färdas snabbare än ljuset inte enligt dagens fysik).

Men när CMB-strålningen upptäcktes ansågs två regioner som är långt ifrån varandra i rymden idag ha separerats temperaturmässigt genom sitt större avstånd över tid sedan BigBang genom begränsningen av ljusets hastighet. Vilket ej skett utan temperaturen är likartad oberoende av avstånd vilket forskare sett svårförståeligt utifrån  förklaring av dagens fysik.

 Inflationsteorin utarbetades vilken förklarar detta genom att säga att strax efter Big Bang expanderade universum enormt på mycket kort tid. Expansionen innebar att universum växte i storlek från en submikroskopisk storlek till storleken på en golfboll på 10-35 sekunder och fortsatte vidare och gör så än i dag. Således är regioner som en gång var i kontakt med varandra nu långt ifrån varandra i universum. Enligt en liknelse skulle det kunna förklaras som om du och din vän kunde blanda era koppar med te från samma kanna medan ni fortfarande var i kontakt med varandra och då få samma temperatur i era koppar. Men skulle ni komma långt från varandra och tiden går skulle era koppar likväl ha samma temperatur på teet. Detta är vad man ser i universum då det gäller bakgrundsstrålningen. Man får lite tankar till kvarkvärlden där en kvark reagerar på om något sker med en kvark oberoende av avståndet mellan dessa.

 

Efter inflationen fortsatte universums expansion men i långsammare takt (? Jag undrar vad som menas med detta då all forskning visar en fortsatt ökningstakt av expansionshastigheten). När rymden expanderade svalnade universum och därefter bildades protoner och neutroner som i sig bildade materia.

 

Inflationsteorin förutspår hur stjärnor och galaxer bildades i universum. Vårt universum skulle ha varit mikroskopiskt i storlek före inflationen och  skillnader i densitete av materia skulle  sträckas ut av inflationen. Efter inflationen skulle dessa skillnader i densiteten i materia vara svaga, men med tiden skulle de något övertäta regionerna locka till sig närliggande materia genom tyngdkraften (gravitationen). Detta skulle då påbörjat den gradvisa processen av galaxbildning. Inflationsteorin förklarar därmed varför CMB är så nästintill enhetlig och även hur galaxer, stjärnor, planeter och människor kom att bli till.

Obs denna teori är bara en av de  teorier som finns om universum och dess tillblivelse (min anm.)Konkret då expansionen sker i utrymme som efterhand skapas är allt lika och kan genom detta förklara varför temperaturskillnader inte finns på mikrovågsstrålningen. Tänk på den absoluta nollpunkten den är lika överallt där inget stör som planeter eller stjärnors ytor och direkta omgivning.

Bild pixabay.com Kan vi finnas i en bubbla av en storlek så liten att vi inte kan förstå det tillsammans med andra mikrouniversum? Microuniversum som bubblar i en oändlighet i ett okänt gränslöst medium.