Astronomi

Skulle ett framtida hål i den kosmiska mikrovågsbakgrunden visa oss universums kant?

Skulle ett framtida hål i den kosmiska mikrovågsbakgrunden visa oss universums kant?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Om min förståelse är korrekt kommer den kosmiska mikrovågsbakgrunden alltid från vår händelsehorisont. Med händelsehorisont menar jag kanten på det observerbara universum.

Om universum är ändligt betyder det att det efter en tid (kanske om miljarder år?) Kommer att börja bli ett hål i CMB. Eftersom vår händelsehorisont låter oss se CMB från regioner längre och längre bort, finns det inte en tid där den når utkanten av universum?

Om detta är fallet, baserat på det kända antalet atom och massa i universum, är det möjligt att beräkna när detta kommer att hända?


Låt mig först rensa upp ett missförstånd:

Partikelhorisont

"Kanten" av det observerbara universum kallas partikelhorisontoch ligger ungefär 47 Gly (miljarder ljusår) borta. Det är alltid på väg tillbaka, både för att universum expanderar och för att ljus från allt större avstånd så småningom når oss. I kommande koordinater (koordinatsystemet som expanderar tillsammans med universum) når det asymptotiskt en ändlig storlek (cirka 63 Gly), men i fysiska koordinater ökar det för alltid$ ^ dolk $.

Händelsehorisont

De händelse horisonten är gränsen mellan den del av universum som innehåller galaxerna (och andra saker) från vilka ljus som släpps ut idag kommer att kunna nå oss och den del där det inte kommer. För närvarande är det ungefär 17 Gly borta, men hans horisont krymper alltid eftersom universums expansion accelererar. Med andra ord, saker utanför händelsehorisonten är så långt borta att expansionen för bort den för snabbt för att foton som skapas idag någonsin ska nå oss.

Således, vid Big Bang (BB) var händelsehorisonten 63 från Gly, för det var det maximala avståndet från vilket vi någonsin skulle få information.

CMB kommer alltid att ligga efter partikelhorisonten

Ju längre bort vi ser, desto mer ser vi tillbaka i tiden. Om det fanns galaxer en sekund efter BB, och om vi hade tekniken för att se så långt, vi skulle se dem direkt efter BB, och de skulle vara 47 Gly borta. Galaxer föddes dock inte förrän flera hundra Myr (miljoner år) efter BB. Och nu till din fråga: CMB släpptes inte BB, så det kommer inte från en region som nu är 47 Gly borta. Istället släpptes den 380 000 år efter BB, och den släpptes från Allt av universum, i Allt vägbeskrivning.

Denna utsläpp var inte omedelbar, men nästan (tog ungefär 10 000 år), så låt oss anta för nu att det var. Låt oss kalla den tiden $ t_ mathrm {CMB} $. I så fall för att ljuset färdas vid $ c = 300 , 000 , mathrm {km} , mathrm {s} ^ {- 1} $, om du var närvarande en sekund efter $ t_ mathrm {CMB} $, skulle du se CMB som kom från alla regioner som var 300 000 km bort. Det vill säga CMB skulle vara ljuset från ett tunt skal med en radie på 300 000 km.

Två sekunder efter BB skulle CMB vara ljuset från ett skal med en radie på 600 000 km och så vidare. Men eftersom universum expanderar är det faktiskt lite mer än 600 000 km i radie. Och nu, 13,8 Gyr efter BB, och därmed 13,7996 Gyr efter att CMB släpptes, är detta skal inte nästan 14 Gyr bort, utan faktiskt 45 Gly bort vilket är nästan, men ganska, vid partikelhorisonten.

På grund av expansionen ökar alltid avståndet till CMB-skalet. Men så gör avståndet till partikelhorisonten, och eftersom CMB emitterades efter BB, partikelhorisonten kommer alltid "att vara före" CMB. När CMB-skalet minskar blir det mer och mer rödförskjutet, långsamt bleknat i mörkret men försvinner aldrig. Detta är oberoende av om universum är ändligt eller oändligt, förutom i den möjliga men ganska fantastiska händelsen att universum är större än den ~ 47 Gly vi kan se idag, men mindre än de 63 comoving Gly som är den maximala storleken vi kommer någonsin att se.

Ändlig eller oändlig?

Vi vet inte om universum är ändligt eller oändligt, men om den icke-observerbara delen av den ser ut som den observerbara universum, är den oändlig. Vad vi kan säga är att CMB emitterades åtminstone i det observerbara universum överallt i rymden, och det finns för närvarande ingen anledning att tro att det var annorlunda (även om det kunde vara bi, om det expanderade annorlunda i andra delar). Så vitt vi vet är rymden homogen, vilket innebär att det (i genomsnitt) finns lika många baryoner, fotoner, partiklar av mörk materia och cyklar på ett ställe som det finns på ett annat. Med andra ord, så vitt vi vet finns det ingen kant. Även om det är ändligt är det svårt att (och de flesta, om inte alla, astronomer inte) föreställa sig en kant; snarare är det tänkt att det skulle "kurva tillbaka på sig själv", precis som ytan på en boll är ändlig i området, men inte har en kant.

2D-analogi

Tänk som en analogi att du bor på en platt, oändlig jord, befolkad jämnt av människor med höga röster. Vid någon tidpunkt skriker alla "CMB". Först hör du dina grannar skrika, efter 1 sek hör du dem som bor 340 meter bort, efter 1 minut de som bor 20 km bort, efter ett år de 10 miljoner km bort, och så vidare och så vidare för alltid.

Tänk dig samma sak på en rund jord. Efter 16 timmar skulle du höra folket som bor vid din motpol, och om jag förstår rätt är det här när du förväntar dig att "höra ett hål i ljudet". Men nu skulle du börja höra de som är närmare, men vars ljud har färdats mer än halvvägs runt jorden. Efter 32 timmar skulle du höra ditt eget skrik. Och så vidare.

Men vår jordanalogi expanderar också. Om det expanderade i en stadig takt, vi skulle så småningom höra våra antipodvänner. Du kanske tror att om det expanderade tillräckligt snabbt, skulle deras ljud aldrig nå dig, men som förklaras av ant-on-a-rubber-band-pusslet, så är det inte fallet).

Men vår fiktiva jord expanderar inte bara utan faktiskt accelererar denna expansion. Och i det där fall där är en gräns för hur långt borta du kan höra människor.

Tillbaka till det verkliga universum finns det en gräns för hur avlägsna regioner du kan få CMB-fotoner (eller annan information). Dessutom, om universum var ändligt och inte accelererade, skulle du kanske tro att du så småningom skulle se CMB som släpptes ut från vårt eget grannskap och hade rest runt universum. Det kan dock visas att i detta fall kommer universum att nå en maximal storlek, börja kollapsa och sluta i en Big Crunch exakt vid den tidpunkt där du förväntar dig att se din motpol.

Endast i ett ändligt universum med en ganska speciell blandning av graviterande materia och accelererande mörk energi kan det vara möjligt att försena kollapsen eller den eviga expansionen till en punkt där vi så småningom ser tillbaka på oss själva. Men det är typ av finjustering.


$ ^ dolk $Om inte universum innehåller en ännu okänd substans som kan stoppa accelerationen. Detta är fullt möjligt, men i detta svar anser jag endast ett väluppfostrat universum som agerar enligt aktuell kunskap.


Roger Penrose delar Nobelpriset i fysik och driver sin cykliska universums teori

Roger Penrose har delat i Nobelpriset i fysik för sitt bidrag med modeller av svarta hål.

Penrose har använt den förnyade uppmärksamheten för att driva sitt 30 år gamla koncept Hawking Points och cykliska universum. Denna teori utmanar teorin om kosmisk inflation.

Ovan - CMB-himmel, som markerar 6 mest framträdande cirkulära fläckar med upphöjd temperatur, som hittades både i Planck- och WMAP-data hävdade vara resultat av Hawking-strålning från supermassiva svarta hål i en tidigare aeon

Kosmisk inflation är den fyrtio år gamla teorin om att universum expanderade i mycket högre takt än ljusets hastighet under de första fraktionerna av en sekund efter Big Bang. Penrose föreslog ett motkoncept av Conformal Cyclic Cosmology (CCC) genom vilken inflationen flyttas till före Big Bang och som introducerar idén om föregående aeoner. Det fanns universum före vårt universum.

Analys av den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) av Roger Penrose, Daniel An, Krzysztof Meissner och Pawel Nurowski har avslöjat, både i satellitdata Planck och WMAP (med 99,98% konfidens), en kraftfull signal som aldrig tidigare hade märkts. det finns cirkulära fläckar ∼8 gånger fullmånens diameter. De ljusaste sex är ~ 30 gånger de genomsnittliga CMB-temperaturvariationerna sett på exakt samma platser i Planck- och WMAP-data.

Inflationsfasen i standardkosmologin borde ha utplånat sådana egenskaper.

I CCC finns det en oändlig följd av aeoner, var och en med ett otroligt ursprung som är den konforma fortsättningen eller den exponentiellt expanderande avlägsna framtiden för föregående aeon.

Konformal geometri möjliggör sträckning eller klämning av den metriska strukturen och är geometrin respekterad av en fysik utan massa (som Maxwells elektromagnetism). Detta gäller både den avlägsna framtiden och big bang för varje aeon, så att matchningen av aeon till aeon ger geometrisk mening - och även fysisk mening eftersom den konforma klämningen av den kalla avlägsna framtiden med låg densitet matchar den konforma sträckningen av den heta täta stora bang av efterföljande aeon.

Undantagen från denna smidiga konforma matchning är de supermassiva svarta hålen i en aeons avlägsna framtid. Super-svarta hålen avdunstade så småningom helt till Hawking-strålning (efter kanske 10 ^ 106 år). Den utstrålade energin från supersvarta hål kommer in i nästa universum vid en enda ”Hawking-punkt.” De framväxande fotonerna sprids inom ett expanderande område, men dyker upp till ~ 380000 år senare. De dyker sedan upp i den kosmiska mikrovågsbakgrunden. Denna utbredda region ser ut för oss som en skiva ° 4 ° över, dvs. ∼8 gånger vår fullmånes diameter, en effekt som vi verkar faktiskt se i vår egen CMB-himmel.

Penroses teori ifrågasätts av de allra flesta fysiker och kosmologer som stöder inflationsteorin. Inflationsteoriforskarna säger att bevisen för de cirkulära regionerna inte är statistiskt signifikanta.

Inflationsparadigmet har blivit allmänt accepterat.

En återkommande kritik av inflationen är att det åberopade uppblåsningsfältet inte motsvarar något känt fysiskt fält, och att dess potentiella energikurva kan ändras för att matcha nästan alla observerade data. Paul Steinhardt, en av grundarna till inflationskosmologin, har nyligen blivit en av de skarpaste kritikerna. Han kallar ”dålig inflation” en period av accelererad expansion vars utfall strider mot observationer och ”bra inflation” som är kompatibel med dem. Dålig inflation är mer sannolik än god inflation och ingen inflation är mer sannolikt än någon av dem.

Roger Penrose övervägde alla möjliga konfigurationer av uppblåsnings- och gravitationsfälten. Några av dessa konfigurationer leder till inflation, andra konfigurationer leder till ett enhetligt, platt universum direkt - utan inflation. Att få ett platt universum är troligtvis totalt sett. Penroses chockerande slutsats var att det är mycket mer sannolikt att få ett platt universum utan inflation - med en faktor 10 ^ 100. Penrose, Anna Ijjas och Abraham Loeb skrev artiklar som hävdade att inflationsparadigmet är i trubbel med tanke på uppgifterna från Planck-satelliten. Motargument presenterades av Alan Guth, David Kaiser och Yasunori Nomura och av Andrei Linde som sa att den kosmiska inflationen står starkare än någonsin tidigare.

Det här dokumentet presenterar starka observationsbevis för många tidigare obemärkta avvikande cirkulära fläckar, med betydligt högre temperatur, i den kosmiska mikrovågsbakgrundshimlen. Fläckarna har vinkelradier mellan 0,03 och 0,04 rad (dvs. vinkeldiametrar mellan cirka 3 ° och 4 °). Det finns en tydlig avskärning i den storleken, vilket indikerar att varje avvikande fläck skulle ha sitt ursprung från en mycket energisk punktliknande källa, belägen i slutet av inflationen - eller annars punktlik vid den konformt expanderade Big Bang, om den är ansåg att det inte fanns någon inflationsfas. Den signifikanta närvaron av dessa avvikande fläckar märktes ursprungligen i satellitdata från Planck 70 GHz genom jämförelse med 1000 standardsimuleringar och bekräftades sedan genom att utöka jämförelsen till 10 000 simuleringar. Sådana avvikande punkter hittades sedan på exakt samma platser i WMAP-data (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), deras betydelse bekräftades genom jämförelse med 1000 WMAP-simuleringar. Planck och WMAP har mycket olika brusegenskaper och det verkar mycket osannolikt att den observerade närvaron av avvikande punkter i samma riktningar på båda kartorna kan komma helt från bullret. Därefter hittades ytterligare bekräftelse i Planck-data genom jämförelse med 1000 FFP8.1 MC-simuleringar (med l ≤ 1500). Förekomsten av sådana avvikande regioner, som härrör från punktliknande källor vid den konformt utsträckta big bang, är en förutsagd konsekvens av konform konjunkturmässig kosmologi, dessa källor är Hawking-punkterna i teorin, som härrör från Hawking-strålningen från supermassiva svarta hål i en kosmisk aeon före vår egen.

KÄLLOR - Oxford, Penrose
Skriven av Brian Wang, Nextbigfuture.com

Brian Wang är en Futurist Thought Leader och en populär Science-bloggare med 1 miljon läsare per månad. Hans blogg Nextbigfuture.com rankas som # 1 Science News Blog. Den täcker många störande tekniker och trender inklusive rymd, robotik, artificiell intelligens, medicin, anti-aging bioteknik och nanoteknik.

Han är känd för att identifiera avancerad teknik och är för närvarande en av grundarna av en start och insamling för företag med höga potential i tidiga skeden. Han är forskningschef för allokationer för djuptekniska investeringar och en Angel Investor på Space Angels.

En frekvent talare på företag, han har varit TEDx-talare, en Singularity University-talare och gäst vid många intervjuer för radio och podcasts. Han är öppen för offentliga tal och rådgivningsuppdrag.


Astrofysiker fyller i 11 miljarder år av universums expansionshistoria

SDSS-kartan visas som en regnbågsfärg, placerad i det observerbara universum (den yttre sfären, som visar variationer i den kosmiska mikrovågsbakgrunden). Vi ligger mitt på denna karta. Infogningen för varje färgkodad del av kartan innehåller en bild av en typisk galax eller kvasar från det avsnittet, och också signalen från mönstret som eBOSS-teamet mäter där. När vi ser ut på avstånd ser vi tillbaka i tiden. Så, placeringen av dessa signaler avslöjar universums expansionshastighet vid olika tidpunkter i kosmisk historia. Kredit: Anand Raichoor (EPFL), Ashley Ross (Ohio State University) och SDSS Collaboration

Sloan Digital Sky Survey (SDSS) släppte idag en omfattande analys av den största tredimensionella kartan över universum som någonsin skapats och fyller i de viktigaste luckorna i vår möjliga utforskning av dess historia.

"Vi känner både universums antika historia och dess senaste expansionshistoria ganska bra, men det finns en besvärlig klyfta i de mellersta 11 miljarder åren", säger kosmolog Kyle Dawson från University of Utah, som leder teamet som meddelar dagens resultat. "I fem år har vi arbetat för att fylla i det gapet, och vi använder den informationen för att ge några av de mest betydande framstegen inom kosmologi under det senaste decenniet."

De nya resultaten kommer från den utökade Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS), ett internationellt samarbete med mer än 100 astrofysiker som är en av SDSS: s komponentundersökningar. Kärnan i de nya resultaten är detaljerade mätningar av mer än två miljoner galaxer och kvasarer som täcker 11 miljarder år av kosmisk tid.

Vi vet hur universum såg ut i sin linda, tack vare tusentals forskare från hela världen som har mätt de relativa mängderna av element som skapats strax efter Big Bang, och som har studerat den kosmiska mikrovågsbakgrunden. Vi känner också till dess expansionshistorik under de senaste miljarder åren från galaxkartor och avståndsmätningar, inklusive de från tidigare faser i SDSS.

Den här bilden illustrerar effekterna som eBOSS- och SDSS-kartorna har haft på vår förståelse av den nuvarande expansionshastigheten och krökningen i universum under de senaste 20 års arbete. Den grå regionen visar vår kunskap från 10 år sedan. Den blå regionen visar den bästa strömmätningen, som kombinerar SDSS och andra program. De färgade regionernas minskande storlek visar hur vår kunskap om expansionstakten har förbättrats. Bidraget från SDSS-data till denna förbättring visas av den röda regionen. Mätningarna av universums krökning visas på den horisontella axeln. SDSS-resultaten, som finslipar noll, antyder att universum är platt och förbättrar avsevärt begränsningar från andra experiment. Den vertikala axeln visar den nuvarande expansionshastigheten för universum (Hubble Constant). Hubble Constant-mätningarna från SDSS och andra undersökningar är oförenliga med mätningarna från närliggande galaxer, som hittar ett värde nära 74 i dessa enheter - i motsats till 68 för SDSS. Endast med data från SDSS och andra experiment under det senaste decenniet har det varit möjligt att avslöja denna avvikelse. Kredit: Eva-Maria Mueller (Oxford University) och SDSS Collaboration

"Sammantaget har detaljerade analyser av eBOSS-kartan och de tidigare SDSS-experimenten nu gett de mest exakta mätningarna av expansionshistoriken över det bredaste intervallet av kosmisk tid", säger Will Percival från University of Waterloo, eBOSS Survey Scientist. "Dessa studier gör det möjligt för oss att ansluta alla dessa mätningar till en fullständig berättelse om universums expansion."

En närmare titt på kartan avslöjar filamenten och tomrummen som definierar strukturen i universum, från och med den tid då universum bara var cirka 300 000 år gammalt. Från den här kartan mäter forskare mönster i fördelningen av galaxer, vilket ger flera viktiga parametrar i vårt universum till bättre än en procents noggrannhet. Signalerna från dessa mönster visas i insatserna i bilden.

Den här kartan representerar den sammanlagda insatsen av mer än 20 års kartläggning av universum med hjälp av Sloan Foundation-teleskopet. Den kosmiska historien som har avslöjats på den här kartan visar att universums expansion för ungefär sex miljarder år sedan började accelerera och har fortsatt att bli snabbare och snabbare sedan dess.Denna accelererade expansion verkar bero på en mystisk osynlig komponent i universum som kallas "mörk energi", i överensstämmelse med Einsteins allmänna relativitetsteori men extremt svår att förena med vår nuvarande förståelse av partikelfysik.

Att kombinera observationer från eBOSS med studier av universum i sin linda avslöjar sprickor i denna bild av universum. I synnerhet är mätningen av eBOSS-teamet av den nuvarande expansionshastigheten i universum ("Hubble Constant") cirka 10 procent lägre än det värde som hittades från avstånd till närliggande galaxer. Den höga precisionen i eBOSS-data innebär att det är mycket osannolikt att denna felaktighet beror på slumpen, och det rika utbudet av eBOSS-data ger oss flera oberoende sätt att dra samma slutsats.

"Endast med kartor som våra kan du faktiskt säga med säkerhet att Hubble Constant inte matchar", säger Eva-Maria Mueller från University of Oxford, som ledde analysen för att tolka resultaten från det fullständiga SDSS-urvalet. "Dessa senaste kartor från eBOSS visar det tydligare än någonsin tidigare."

Det finns ingen allmänt accepterad förklaring till denna avvikelse i uppmätta expansionshastigheter, men en spännande möjlighet är att en tidigare okänd form av materia eller energi från det tidiga universum kan ha lämnat ett spår i vår historia.

Totalt offentliggjorde eBOSS-teamet resultaten från mer än 20 vetenskapliga artiklar i dag. Dessa artiklar beskriver på mer än 500 sidor teamets analyser av de senaste eBOSS-uppgifterna, vilket markerar att de viktigaste målen för undersökningen har slutförts.

Inom eBOSS-teamet fokuserade enskilda grupper vid universitet runt om i världen på olika aspekter av analysen. För att skapa den del av kartan som går tillbaka till sex miljarder år använde laget stora röda galaxer. Längre ut använde de yngre, blå galaxer. Slutligen, för att kartlägga universum elva miljarder år tidigare och mer, använde de kvasarer, som är ljusa galaxer upplysta av material som faller på ett centralt supermassivt svart hål. Var och en av dessa prover krävde noggrann analys för att avlägsna föroreningar och avslöja universums mönster.

"Genom att kombinera SDSS-data med ytterligare data från den kosmiska mikrovågsbakgrunden, supernovor och andra program kan vi samtidigt mäta universums grundläggande egenskaper", säger Mueller. "SDSS-data täcker en så stor del av kosmisk tid att de ger de största framstegen för någon sond för att mäta universums geometriska krökning, och finna att den är platt. De tillåter också mätningar av den lokala expansionshastigheten till bättre än en procent . "

eBOSS, och SDSS mer generellt, lämnar pusslet om mörk energi och bristande matchning mellan lokal och tidig universums expansionshastighet, som ett arv för framtida projekt. Under det kommande decenniet kan framtida undersökningar lösa rådgivningen eller kanske avslöja fler överraskningar.

Under tiden, med fortsatt stöd från Alfred P. Sloan Foundation och institutionella medlemmar, är SDSS inte i närheten av sitt uppdrag att kartlägga universum. Karen Masters of Haverford College, talesman för den aktuella fasen av SDSS, beskrev sin upphetsning över nästa fas. "Sloan Foundation Telescope och dess nära tvilling vid Las Campanas observatorium kommer att fortsätta göra astronomiska upptäckter som kartlägger miljontals stjärnor och svarta hål när de förändras och utvecklas över kosmisk tid." SDSS-teamet är upptagen med att bygga hårdvaran för att starta den här nya fasen och ser fram emot de nya upptäckterna under de kommande 20 åren.


Forskare har tappat alla antaganden om universums temperatur

Länken kopierades

Universums historia kommer att & # 039 tas bort från böcker i framtiden & # 039 säger expert

När du prenumererar kommer vi att använda informationen du tillhandahåller för att skicka dessa nyhetsbrev. Ibland innehåller de rekommendationer för andra relaterade nyhetsbrev eller tjänster vi erbjuder. Vårt sekretessmeddelande förklarar mer om hur vi använder dina uppgifter och dina rättigheter. Du kan när som helst avsluta prenumerationen.

Enligt experter är universums temperatur cirka två miljoner grader Celsius. Det finns dock fortfarande massiva inkonsekvenser som experter behöver övervinna när de mäter universums temperatur. Forskare tittar på fyra viktiga element när de undersöker kosmos värme.

Relaterade artiklar

De är hastigheten för universums expansion i dag, storleken på variationer i ämnets densitet inom universum och temperaturvariationerna och banan för universums urljus.

Men forskare från universitetet i Genève (UNIGE), Schweiz, tror att de inte längre bör fixa temperaturen i urljuset - det första ljuset i universums historia - eller kosmos krökning.

Enligt UNIGE lever vi i en del av universum som är mindre tät än andra delar, vilket snedvrider beräkningarna av ljus och krökning.

Flera inkonsekvenser uppstår när man jämför data mellan deras beräkningsresultat och satellitmätningar med avseende på universums temperatur.

Universum kan vara mycket hetare än förväntat - studie (Bild: GETTY)

Hur varmt är universum? (Bild: GETTY)

Benjamin Bose, en forskare vid Institutionen för teoretisk fysik vid naturvetenskapliga fakulteten vid UNIGE, sa: & ldquoVi kan mäta denna hastighet antingen genom supernovaer & ndashstjärnor som imploderar i slutet av sina liv & ndash eller genom ljuset från den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) & nappa den elektromagnetiska strålningen som observeras i hela universum. "

Mätningarna ger dock resultat som skiljer sig med mer än 10 procent vilket inte kan förklaras med observationsfel.

En annan inkonsekvens uppstår när man jämför beräkningsresultat och satellitmätningar av materiets densitet i kosmos - med cirka åtta procent.

UNIGE sa: "Slutligen är de två sista inkonsekvenserna statistiska egenskaper för CMB: s temperaturvariationer och ljusväg."

& ldquoVi kan mäta denna hastighet antingen genom supernovaer & ndashstjärnor som imploderar i slutet av deras liv & ndash eller genom ljuset från den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB). "(Bild: GETTY)

Relaterade artiklar

Forskare försöker fortfarande lösa alla dessa inkonsekvenser, ett problem i taget.

Men UNIGE-experter tror att de kan lösa dem med en teori.

För att göra det valde teamet att analysera observationsdata utan att anta en viss temperatur på CMB - som ansågs vara fast - såväl som universums krökning.

Herr Bose sa: & ldquo Genom att ta bort dessa två antaganden minskar inte bara inkonsekvenserna i CMB: s temperaturvariationer och dess bana, men de som är kopplade till universums expansion i dag och de rumsliga skillnaderna i materiets densitet försvinner , med mätningar som överensstämmer statistiskt! & rdquo

& ldquoVi visar här att vi inte behöver ny fysik för att lösa de vetenskapliga problemen vi står inför. "(Bild: GETTY)

Trender

Avvikelserna kan förklaras av att jorden befinner sig i ett område med låg densitet inom universum.

Lucas Lombriser, professor vid Institutionen för teoretisk fysik vid UNIGE, sa: & ldquoDetta är anledningen till att mätningarna vi gör är något avstängda, med temperaturen på den kosmiska mikrovågsbakgrunden något högre än den temperatur vi observerar lokalt. "

Enligt lagets kosmologiska teori skulle ljustemperaturen därför vara högre än vad som helst mätt med vetenskaplig utrustning, vilket kan påverka det slutliga resultatet med avseende på kosmos värme.

UNIGE-teamet kommer att göra om sin analys med hänsyn till att jorden befinner sig i en låg densitetsplats i universum.

Herr Bose sa: & ldquoVi visar här att vi inte behöver ny fysik för att lösa de vetenskapliga problemen vi möter. Det kan bara handla om att ta en ny syn. "


En antydan till ny fysik i polariserad strålning från det tidiga universum

Med hjälp av Planck-data från den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen har ett internationellt forskargrupp observerat en antydan till ny fysik. Teamet utvecklade en ny metod för att mäta det antika ljusets polarisationsvinkel genom att kalibrera den med dammutsläpp från vår egen Vintergatan.

Även om signalen inte detekteras med tillräcklig precision för att dra bestämda slutsatser, kan det antyda att mörk materia eller mörk energi orsakar ett brott mot den så kallade "paritetssymmetrin."

Fysiklagarna som styr universum tros inte förändras när de vänds i en spegel. Till exempel fungerar elektromagnetism på samma sätt oavsett om du befinner dig i det ursprungliga systemet eller i ett speglat system där alla rumsliga koordinater har vänt.

Om denna symmetri, som kallas "paritet", bryts, kan den vara nyckeln till att förstå den svårfångade naturen hos mörk materia och mörk energi, som upptar 25 respektive 70 procent av universums energibudget i dag. Medan båda är mörka har dessa två komponenter motsatta effekter på universums utveckling: mörk materia lockar, medan mörk energi får universum att expandera allt snabbare.

En ny studie, inklusive forskare från Institute of Particle and Nuclear Studies (IPNS) vid High Energy Accelerator Research Organization (KEK), Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe (Kavli IPMU) vid University of Tokyo, och Max Planck Institute for Astrophysics (MPA) rapporterar om en spännande antydan till ny fysik - med 99,2 procent konfidensnivå - som bryter mot paritetssymmetri.

Deras resultat publicerades i tidskriften Fysiska granskningsbrev den 23 november 2020.

Tipsen till ett brott mot paritetssymmetri hittades i den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen, restljuset från Big Bang. Nyckeln är det polariserade ljuset från den kosmiska mikrovågsbakgrunden. Ljus är en förökande elektromagnetisk våg. När den består av vågor som svänger i en föredragen riktning, kallar fysiker det "polariserat". Polarisationen uppstår när ljuset sprids.

Solljus, till exempel, består av vågor med alla möjliga oscillerande riktningar, så det är inte polariserat. En regnbågs ljus är emellertid polariserad eftersom solljuset sprids av vattendroppar i atmosfären. På samma sätt blev ljuset från den kosmiska mikrovågsbakgrunden initialt polariserat när det sprids av elektroner 400 000 år efter Big Bang. När detta ljus reste genom universum i 13,8 miljarder år kan interaktionen mellan den kosmiska mikrovågsbakgrunden och mörk materia eller mörk energi få polarisationsplanet att rotera i en vinkel.

"Om mörk materia eller mörk energi interagerar med ljuset från den kosmiska mikrovågsbakgrunden på ett sätt som bryter mot paritetssymmetri kan vi hitta dess signatur i polarisationsdata", påpekar Yuto Minami, postdoktor vid IPNS, KEK.

För att mäta rotationsvinkeln behövde forskarna polarisationskänsliga detektorer, som de som är ombord på Planck-satelliten från Europeiska rymdorganisationen (ESA). Och de behövde veta hur de polarisationskänsliga detektorerna är orienterade i förhållande till himlen. Om denna information inte var känd med tillräcklig precision, verkade det uppmätta polariseringsplanet roteras artificiellt, vilket skapar en falsk signal.

I det förflutna begränsade osäkerheten kring den konstgjorda rotationen som detektorerna själva införde mätnoggrannheten för den kosmiska polarisationsvinkeln.

"Vi utvecklade en ny metod för att bestämma den konstgjorda rotationen med hjälp av det polariserade ljuset som utsöndras av damm i vår Vintergatan", säger Minami. "Med den här metoden har vi uppnått en precision som är dubbelt så stor som för det tidigare arbetet och äntligen kan mäta (polarisationsvinkeln)."

Avståndet från ljuset från damm inom Vintergatan är mycket kortare än för den kosmiska mikrovågsbakgrunden. Detta innebär att dammutsläpp inte påverkas av mörk materia eller mörk energi, dvs (polarisationsvinkeln) är endast närvarande i ljuset av den kosmiska mikrovågsbakgrunden, medan den artificiella rotationen påverkar båda. Skillnaden i den uppmätta polarisationsvinkeln mellan båda ljuskällorna kan således användas för att mäta (vinkeln).

Forskargruppen använde den nya metoden för att mäta (vinkeln) från polariseringsdata som tagits av Planck-satelliten. De hittade en ledtråd för brott mot paritetssymmetri med 99,2 procent konfidensnivå. För att göra anspråk på upptäckt av ny fysik krävs mycket större statistisk signifikans eller en konfidensnivå på 99,99995 procent.

Eiichiro Komatsu, chef för MPA och huvudutredare vid Kavli IPMU, sade: "Det är uppenbart att vi inte har hittat några definitiva bevis för ny fysik, men ännu högre statistisk signifikans behövs för att bekräfta denna signal. Men vi är glada för vår nya metod äntligen tillät oss att göra denna "omöjliga" mätning, vilket kan peka på ny fysik. "

För att bekräfta denna signal kan den nya metoden tillämpas på alla befintliga - och framtida - experiment som mäter polarisering av den kosmiska mikrovågsbakgrunden, såsom Simons Array och LiteBIRD, där både KEK och Kavli IPMU är inblandade.


NASA Blueshift

[Anmärkning från Sara: Detta är det ursprungliga blogginlägget som utlöste roadtripen & # 8211 intervjun om as-seen-on-TV beach ball som fick oss till Warner Brothers studioparti. Hur många badbollar kan göra det? Detta är del 2 av vår Blueshift roadtrip-serie. Vi har den efterlängtade Big Bang Theory-bilderna på måndag i stället för vår veckovisa länkuppsättning & # 8230 och tävlingar varje dag nästa vecka!]

En del av det roliga med att gå på professionella möten är att få swag. Du vet vad vi menar & # 8211 pennor, USB-enheter, stressbollar & # 8230 när jag till och med fick lite NASA handdesinfektionsmedel (sann historia!). Jag har också varit i den andra änden av dessa givakonferenser. Hur väljer du något som har mening? Vad händer om du vill gå utöver en leksak som någon kommer att ge till sina barn eller kasta i deras hotellrum & # 8211 men det kommer faktiskt att ha värde? Och dessutom kan du ta något som verkar vara en leksak och göra det till ett undervisningsverktyg?

Britt Griswold, som arbetar på Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), gjorde just det. Han tog WMAP: s berömda bild av det tidiga mikrovågsuniverset och lade den på en strandboll. Dessutom kan denna strandboll ses i Leonard och Sheldon & # 8217 s lägenhet i den hit TV-showen om NASA nördar som oss, Big Bang-teorin! Vi pratade med honom om varför och hur i denna exklusiva intervju.


Upphovsman: NASA / WMAP Science Team

NASA Blueshift: Vad gav dig idén att försöka representera universum på en strandboll? Kom idéen bara till dig en dag, eller såg du den artikeln i en reklamkatalog och tänkte, & # 8220A-ha! & # 8221?

Britt: Den kosmiska mikrovågsbakgrundsbilden är gjord av mikrovågsljus som är nästan lika gammalt som universum. Den släpptes 379 000 år efter vårt universums början och finns runt omkring oss och kan ses i alla riktningar. Vi är insvept i denna jätte babybild från tidens början. Så, hur kan man visa detta för människor på ett icke-vetenskapligt sätt, så att de kan & # 8220wrap huvudet & # 8221 runt idén?

WMAP-strandboll var hjärnbarnet till vår principutredare, Chuck Bennett. Chuck är uppdragschef honcho och en mycket kunnig krubba och forskare. Att vara en enastående framgångsrik PI betyder att du tittar på alla aspekter av uppdragsframgång, inte bara vetenskapen. Chuck tittar på vetenskap, teknik, pengar, politiska och pedagogiska aspekter. Den här lilla tanken på honom har varit ett extremt framgångsrikt visualiseringsverktyg för användning i klassrum och reklam. Vi har distribuerat nära 12 000 av WMAP Universe-undervisningsbollarna. När idén var kläckt gick jag till jobbet för att ta reda på hur det kunde göras.

NASA Blueshift: Hur representeras universum på strandbollen? Mänskligt perspektiv har historiskt varit att vi är i centrum för allt som ser utåt & även om det naturligtvis inte är helt rätt, även om det är det perspektiv vi har av naturen var vi gör våra observationer från. Hur översätts det till strandbollen? Är vi tänkta att vara inne på strandbollen i centrum och se ut?

Britt: Vi bestämde oss för att vi ville visa en så detaljerad bild av Comic Microwave Background (CMB) som möjligt. Det betyder att man använder den kortaste av mikrovågorna som vi upptäcker och att de här fångas av våra & # 8220W & # 8221 mikrovågsmottagare (det finns 5 band på WMAP). Det är sant att vi är i centrum för allt vi kan undersöka, högt upp på högen, som Yurtle the Turtle. Men allt är relativt, som Einstein sa.

NASA Blueshift: Hur kan man använda denna strandboll för att lära om universum?

Britt: Undervisningskulan är en relativ produkt, det beror på var du är för hur den ska ses. Om du är ute på en klar natt och håller den upp mot himlen kan du teoretiskt få den att matcha utsikten du ser. Det stora röda bandet runt mitten är vår Vintergatan med en stark het mikrovågssignatur. Vi är inte intresserade av att studera det, det är ett hinder vi måste övervinna för att se mycket djupare in i rymden. Men det är en bra referenspunkt för vår publik. För att få detta att fungera skrivs bilden [på bollen] ut som vi ser den på himlen, så den är tekniskt bakåt eller utåt för den andra metoden att använda bollen, som är som en skalmodell för universum.

Föreställ dig själv i mitten av denna 12-tums boll och titta i alla riktningar. Du kommer att se CMB-bilden vid kanten av det synliga universumet. Det du ser är det första synliga ljuset i universum. Det har sträckts av själva tyget i rymden / tiden när universum har expanderat, så det är nu mikrovågsljus, osynligt för våra ögon (men inte WMAP: s teleskop!). Den 12-tums strandbollen representerar cirka 93 miljarder ljusår avstånd. Hur kan det vara när universum bara är 13,7 miljarder år gammalt? Eftersom det expanderar samtidigt blir det äldre. Det expanderar nu så snabbt att vi aldrig kommer att se ljuset som en stjärna på den bortre sidan av bollen producerar just denna minut. Vi kommer bara att se ljuset från det förflutna som skapades i ett mycket mindre universum.


Informationsbladet som medföljer strandbollen

NASA Blueshift: Några tankar om vad som ligger utanför strandbollen om vi verkligen är i centrum?

Britt: Vi kan bara se ljuset som har nått oss sedan universums början för 13,7 miljarder år sedan. Det säger oss ingenting om hur stort universum egentligen är. Tja, nästan ingenting. Vad detta ljus säger oss är att rymdens geometri är nästan perfekt & # 8220flat. & # 8221 Geometrin vi lär oss i gymnasiet gäller i stora skalor.Det betyder att universum potentiellt går vidare till oändlig, eller nästan oändlig storlek, utöver vad vi kan se. Men det kanske inte är helt platt, våra mätningar har utrymme för små mängder fel, så universum kan ha en gräns av något slag. Men så, så, så, långt borta, att vi aldrig någonsin kommer att kunna påverkas av det eller upptäcka det. Vi kan bara föreställa oss det.

En riktigt intressant tanke är att vårt universum formas av effekterna på många olika krafter som fungerar i olika skalor. Kärnkrafter håller atomer tillsammans, men tyngdkraftsvågorna är så stora och subtila att vi fortfarande letar efter deras signal från tidigt i universum. De har sitt ursprung ännu längre tillbaka i tiden vid universums inflation. Vad händer om det finns andra subtila krafter som har effekter över ännu större skalor? Kan fysiken i rymden / tiden vara olika biljoner ljusår från vår lilla synliga lapp av allt?

NASA Blueshift: Är det svårt att linda huvudet kring tanken att ta 3D-universum, se det som en platt 2D-bild och sedan göra bilden 3D igen?

Britt: Som konstnär är det inte alls svårt längre. Sedan jag var en ung pojke hade jag alltid ett intresse av att representera 3D-världen på ett 2D-papper. Så jag lärde mig om perspektiv och prognoser. När datorer kom och 3D-programvara uppfanns fascinerade det mig också. Som vuxen har jag lärt mig att placera 2D-bilder tillbaka på 3D-former som kan ses i alla vinklar och förvandlas till nya 2D-bilder, så det här var lätt för mig att linda mitt huvud. Så snart sa en Chuck & # 8220strandboll & # 8221 Jag hade konceptet nere.


Från vår exklusiva Stillahavsfotografering

NASA Blueshift: Var det svårt att driva denna idé genom NASA-kanaler?

Britt: Varje uppdrag har pengar avsatta för uppsökande verksamhet, så det var inget problem att få fram bollarna. Den verkliga svårigheten var att få publikationsgodkännande för ett icke-platt (icke-platt) tryckt objekt. Godkännandeprocessen på NASA infördes för att förena NASA: s offentliga närvaro. Men designstandarderna skapades med plan tryckt papper i åtanke. NASA-logotypen måste finnas på vissa platser, texten måste formateras just så. Men vad gör du med ett tryckt objekt, som är tänkt att ge allmänheten, som har data på alla ytor? I slutändan sätter vi NASA-logotypen på sydpolen med etikett och URL-text lindad runt logotypen. Mycket icke-standard för en icke-standardprodukt. De här folkhögskolorna måste slipa tänderna och rulla ögonen när den här typen av saker kommer genom rörledningen. Men de har en mycket bra grafisk godkännandeperson i Debbie Rivera, som förstår vad som kan göras och ger bra kompromisser.

NASA Blueshift: Denna strandboll har haft några popkulturella möten & # 8211 kan du berätta om dem?

Britt: Åh ja! Första gången bollen uppträdde i popkulturen var Alan Aldas händer på ett segment gjort för Scientific American Frontiers, en av mina favoritprogram. Senast dyker bollen upp regelbundet på hyllan i huvudlägenheten för den mycket populära showen om vetenskapsnördar, The Big Bang Theory. Detta hittade vägen dit från en naturvetenskapslärare som är gift med en av showens författare, tror jag.

NASA Blueshift: Förhoppningsvis kan vi få John Mather att underteckna några som giveaways (även om det inte är COBE-data!)

Britt: Det är en explosion när han gör det. Nobelvinnaren bakom WMAP: s föregångarmission COBE godkänner vad vi har gjort. Jag hoppas att en dag kommer en del av forskaren från WMAP att få sin Nobel också. De har lyckats göra en otrolig sak genom att ge Cosmology en mätbar måttstock för att jämföra med framtida resultat.

När Britt berättade att strandbollen var på Big Bang-teorin, vi ville ha några bilder av strandbollen på uppsättningen för den här artikeln så att du kan se vad du ska leta efter när du tittar på showen. (Strandbollen bor vanligtvis på bokhyllan bakom soffan, bredvid den stora klara himmelsfären.) Vi hittade ett par skärmdumpar, men vi ville ha något med ett tydligt skott av bollen som vi kunde använda legitimt & # 8211 så frågade vi Bill Prady på Twitter, och lång historia kort, han bjöd in oss att ta vår egen bild. När vi kom dit satt strandbollen på & # 8220Sheldons plats & # 8221 så att vi kunde få en bra bild av den på set. Vi är inte säkra på hur Sheldon skulle ha känt om att WMAP-strandbollen skulle få den bästa utsikten över TV: n och den trevliga sommarkorsbrisen!

Dessutom undertecknade John Mather verkligen några strandbollar för oss (han är en så trevlig kille!) & # 8211 och vi tog med en signerad till Big Bang-teorin ställa in så att de har en uppdaterad och signerad version!

Håll koll på bloggen och Twitter & # 8211 vi har coola priser som kommer hela nästa vecka, och du vill veta hur du går in! Tack till Britt för hans tid & # 8211 och tack till showens medskapare Bill Prady och hans fantastiska assistent Tara Hernandez!


Mörk energi prickig i den kosmiska mikrovågsbakgrunden

Astronomer som studerar den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) har avslöjat nya direkta bevis för mörk energi & # 8211 det mystiska ämnet som verkar påskynda universums expansion. Deras resultat kan också hjälpa till att kartlägga strukturen för mörk materia på universums största längdskalor.

CMB är den svaga glöden i universumets födelse i Big Bang. Cirka 400 000 år efter skapandet hade universum svalnat tillräckligt för att elektroner skulle kunna bindas till atomkärnor. Denna & # 8220rekombination & # 8221 frigjorde CMB-strålningen från den täta dimman av plasma som innehöll den. Rymdteleskop som WMAP och Planck har kartlagt CMB och hittat sin närvaro i alla delar av himlen, med en temperatur på 2,7 & # 160K. Mätningar visar dock också små variationer i denna temperatur på skalan av en del i en miljon. Dessa fluktuationer följer en Gaussisk fördelning.

I den första av två artiklar har ett team av astronomer inklusive Sudeep Das vid University of California, Berkeley, upptäckt fluktuationer i CMB som avviker från denna Gaussiska distribution. Avvikelserna, observerade med Atacama Cosmology Telescope i Chile, orsakas av interaktioner med storskaliga strukturer i universum, såsom galaxkluster. & # 8220I genomsnitt kommer en CMB-foton att ha stött på cirka 50 storskaliga strukturer innan den når vårt teleskop, & # 8221 berättade Das physicsworld.com. & # 8220Det gravitationspåverkan av dessa strukturer, som domineras av massiva klumpar av mörk materia, kommer att avböja fotons väg, & # 8221 tillägger han. Denna process, kallad & # 8220lensing & # 8221, ger så småningom en total avböjning på cirka 3 bågminuter & # 8211 en 20: e grad.

Mörk energi kontra struktur

I den andra uppsatsen tittar Das tillsammans med Blake Sherwin från Princeton University och Joanna Dunkley från Oxford University på hur linser kan avslöja mörk energi. Mörk energi verkar för att motverka framväxten av strukturer i universum. Ett universum utan mörk energi skulle ha mycket struktur. Som ett resultat skulle CMB-fotonerna genomgå större linser och fluktuationerna skulle avvika mer från den ursprungliga Gaussiska distributionen.

Det motsatta befanns dock vara sant. & # 8220Vi ser för lite linser för att redogöra för ett universum utan mörk energi, sa Sherwin physicsworld.com. & # 8220 Faktum är att mängden linser vi ser överensstämmer med mängden mörk energi som vi förväntar oss att se från andra mätningar. & # 8221

Detta är första gången mörk energi dras av mätningar av CMB ensam. Konventionella CMB-mätningar avslöjar bara detaljer om det mycket tidiga universum, en tid före stjärnor och galaxer. För att bygga upp en bild av universums utveckling måste dessa resultat kombineras med en ytterligare mätning som Hubble-konstanten. CMB-fotonerna som observerades i detta arbete avböjdes emellertid av universums utveckling. & # 8220Den saknade informationen är nu inbyggd, förklarar Sherwin.

& # 8220Lappbearbetning av bevis & # 8221

Det faktum att detta är direkta bevis, snarare än att förlita sig på en andra mätning, exciterar Stephen Boughn, en kosmolog vid Haverford College i USA. & # 8220Vi har för närvarande bara två direkta bevis för mörk energi. Eventuella ytterligare bevis som indikerar dess existens är mycket viktiga, & # 8221 säger han. & # 8220Vi vill ha ett lapptäcke av bevis, från många olika platser, bara för att se till att hela bilden hänger ihop. Det här arbetet hjälper till med det. & # 8221

Boughn tror också att resultaten kan hjälpa till att avslöja hur mörk materia fördelas över hela universum i stora skalor. Mörk materia har samma gravitationseffekter som normal materia men interagerar inte med elektromagnetisk strålning och kan därför inte ses direkt. & # 8220Det finns många simuleringar, men få observationer, som tyder på hur universums mörka materia är strukturerad, & # 8221 förklarar han. & # 8220Men eftersom denna linsning av mikrovågsbakgrunden beror på hur den mörka materien klumpas samman, bör framtida experiment som mäter dessa snedvridningar i CMB kunna ta hand om hur storskalig mörk materia fördelas. & # 8221


Planck Mission ger universum ett skarpt fokus

Plancks rymduppdrag har släppt den mest exakta och detaljerade kartan som någonsin gjorts av det äldsta ljuset i universum och avslöjar ny information om dess ålder, innehåll och ursprung.

Planck är ett europeiskt rymdorganisationsuppdrag. NASA bidrog med uppdragsaktiverande teknik för båda Plancks vetenskapliga instrument, och amerikanska, europeiska och kanadensiska forskare arbetar tillsammans för att analysera Planck-data.

Kartresultaten antyder att universum expanderar långsammare än forskare trodde och är 13,8 miljarder år gamla, 100 miljoner år äldre än tidigare uppskattningar. Uppgifterna visar också att det finns mindre mörk energi och mer materia, både normal och mörk materia, i universum än tidigare känt. Mörk materia är en osynlig substans som bara kan ses genom effekterna av dess gravitation, medan mörk energi driver vårt universum isär. Båda karaktärerna är fortfarande mystiska.

"Astronomer över hela världen har varit i utkanten av sina platser och väntat på den här kartan", säger Joan Centrella, Planck-programvetare vid NASAs huvudkontor i Washington. "Dessa mätningar är oerhört viktiga för många vetenskapsområden, liksom för framtida rymduppdrag. Vi är så glada att ha arbetat med Europeiska rymdorganisationen för en sådan historisk strävan."

Kartan, baserad på uppdragets första 15,5 månader av observationer på himlen, avslöjar små temperaturfluktuationer i den kosmiska mikrovågsbakgrunden, gammalt ljus som har rest i miljarder år från det mycket tidiga universum för att nå oss. Ljusmönstren representerar frön av galaxer och kluster av galaxer som vi ser omkring oss idag.

"När det forntida ljuset rör sig till oss, fungerar materien som en hinderbana som kommer i vägen och förändrar mönster något", säger Charles Lawrence, den amerikanska projektforskaren för Planck vid NASAs Jet Propulsion Laboratory i Pasadena, Kalifornien. "Planck-kartan avslöjar inte bara det mycket unga universum utan också materia, inklusive mörk materia, överallt i universum. "

Åldern, innehållet och andra grundläggande drag i vårt universum beskrivs i en enkel modell utvecklad av forskare, kallad standardmodellen för kosmologi. Dessa nya data har gjort det möjligt för forskare att testa och förbättra noggrannheten hos denna modell med den största precisionen hittills. Samtidigt observeras några nyfikna funktioner som inte passar helt med den enkla bilden. Modellen antar till exempel att himlen är densamma överallt, men ljusmönstren är asymmetriska på två halvor av himlen, och det finns en fläck som sträcker sig över en fläck av himmel som är större än förväntat.

"Å ena sidan har vi en enkel modell som passar våra observationer extremt bra, men å andra sidan ser vi några konstiga drag som tvingar oss att ompröva några av våra grundläggande antaganden", säger Jan Tauber, Europeiska rymdorganisationens Planck-projekt. forskare baserad i Nederländerna. "Detta är början på en ny resa, och vi förväntar oss att vår fortsatta analys av Planck-data kommer att hjälpa till att belysa detta sammanfall."

Resultaten testar också teorier som beskriver inflation, en dramatisk expansion av universum som inträffade omedelbart efter dess födelse. På mycket kortare tid än det tar att blinka ett öga sprängde universum 100 biljoner biljoner gånger i storlek. Den nya kartan, genom att visa att materien verkar distribueras slumpmässigt, antyder att slumpmässiga processer var i spel i det mycket tidiga universum på små "kvant" -skalor. Detta gör det möjligt för forskare att utesluta många komplexa inflationsteorier till förmån för enkla.

”Mönster över enorma fläckar av himmel berättar om vad som hände på de minsta skalorna just efter att vårt universum föddes”, sa Lawrence.

Planck lanserades 2009 och har sedan dess skannat himlen och kartlagt den kosmiska mikrovågsbakgrunden, efterglödet från den teoretiska big bang som skapade vårt universum. Denna relikstrålning ger forskare en ögonblicksbild av universum 370 000 år efter big bang. Ljus fanns före denna tid, men det var låst i en het plasma som liknade en ljusflamma, som senare svalnade och släppte ljuset fritt.

Den kosmiska mikrovågsbakgrunden är anmärkningsvärt enhetlig över hela himlen, men små variationer avslöjar avtryck av ljudvågor som utlöses av kvantfluktuationer i universum strax efter det att det föddes. Dessa avtryck, som visas som fläckar på Planck-kartan, är frön från vilka materien växte och bildade stjärnor och galaxer. Tidigare ballongbaserade och rymduppdrag lärde sig mycket genom att studera dessa mönster, inklusive NASA: s Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) och Cosmic Background Explorer (COBE), som gav COBE-teamet 2006 Nobelpriset i fysik.

Planck är efterföljaren till dessa satelliter och täcker ett bredare spektrum av ljusfrekvenser med förbättrad känslighet och upplösning. Dess mått avslöjar ljusmönster så små som en tolftedel av en grad på himlen.

"Planck är som Ferrari för kosmiska mikrovågsbakgrundsuppdrag", säger Krzysztof Gorski, en amerikansk Planck-forskare vid JPL. "Du finjusterar tekniken för att få mer exakta resultat. För en bil kan det betyda en ökning av hastigheten och att vinna lopp. För Planck resulterar det i att ge astronomer en skattkista med spektakulära data och ge en djupare förståelse för universums egenskaper och historia. "

Den nyligen uppskattade expansionshastigheten för universum, känd som Hubbles konstant, är 67,15 plus eller minus 1,2 kilometer / sekund / megaparsek. Ett megaparsek är ungefär 3 miljoner ljusår. Detta är mindre än tidigare uppskattningar från rymdteleskop, som NASA: s Spitzer och Hubble, med en annan teknik. Den nya uppskattningen av innehåll av mörk materia i universum är 26,8 procent, upp från 24 procent, medan mörk energi faller till 68,3 procent, ned från 71,4 procent. Normal materia är nu 4,9 procent, upp från 4,6 procent.

Kompletta resultat från Planck, som fortfarande skannar himlen, kommer att släppas 2014.


Vad hände efter att lamporna tänds i universum?

Ett experiment för att utforska efterdyningarna av kosmisk gryning, när stjärnor och galaxer först tände upp universum, har fått nästan 10 miljoner dollar i finansiering från National Science Foundation för att utvidga sin detektoruppsättning i Sydafrika.

HERA-sortimentet i Sydafrika bestod av 19 rätter den 7 mars 2016, men fortsätter att växa och ersätter ett tidigare experiment som heter PAPER (små rätter i bakgrunden). (Bilder med tillstånd av HERA-teamet)

Experimentet, ett internationellt samarbete som heter Hydrogen Epoch of Reionization Array, eller HERA, har för närvarande 19 14 meter (42 fot) radiorätter riktade mot södra himlen nära Carnarvon, Sydafrika, och kommer snart att öka upp till 37. Med 9,5 miljoner dollar i ny finansiering kommer utbudet att kunna expandera till 240 radiorätter till 2018.

Leds av UC Berkeley kommer HERA att utforska miljontalsårsperioden efter att vätgas kollapsade i de första stjärnorna, kanske 100 miljoner år efter Big Bang, genom antändning av stjärnor och galaxer i hela universum. Dessa första lysande objekt översvämmade universum med ultraviolett ljus som splittrade eller joniserade alla väteatomer mellan galaxer i protoner och elektroner för att skapa det universum vi ser idag.

”De första galaxerna tändes och började jonisera gasbubblor runt dem, och snart började dessa bubblor genomtränga och korsa varandra och göra större och större bubblor”, säger Aaron Parsons, docent i astronomi i UC Berkeley och huvudutredare för HERA. "Så småningom korsade de alla och du fick den här överbubblan, lämnar universum som vi observerar det idag: Mellan galaxer är gasen i princip helt joniserad."

Det är i alla fall teorin. HERA hoppas för första gången att observera denna viktiga kosmiska milstolpe och sedan kartlägga utvecklingen av rejonisering till cirka 1 miljard år efter Big Bang.

”Vi har lutat massor om kosmologin i vårt universum från studier av den kosmiska mikrovågsbakgrunden, men de experimenten observerar bara det tunna ljusskalet som emitterades från en massa protoner och elektroner som slutligen kombinerades till neutralt väte 380 000 år efter Big Bang, ”sa han. "Vi vet från dessa experiment att universum startade neutralt och vi vet att det slutade joniserat, och vi försöker kartlägga hur det övergick mellan dessa två."

”Innan den kosmiska gryningen glödde universum från den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen, men det fanns inga stjärnor som tände upp universumet”, säger David DeBoer, forskningsastronom i UC Berkeleys Radio Astronomy Laboratory. ”Vid något tillfälle sådd det neutrala vätet stjärnorna och svarta hål och galaxer som släpper universum och ledde till en återjoniseringsperiod.”

En kosmisk tidslinje på 13,8 miljarder år indikerar eran strax efter Big Bang observerad av Planck-satelliten, eraen av de första stjärnorna och galaxerna som observerades av HERA och den tid av galaxutvecklingen som observerades av NASAs framtida James Webb Space Telescope. (HERA-bild)

HERA-matrisen, som så småningom skulle kunna expandera till 350 teleskop, består av radioskålar som stirrar fast uppåt och mäter strålning som ursprungligen emitterades med en våglängd på 21 centimeter - den hyperfina övergången i väteatomen - som har rödförskjutits med en faktor 10 eller mer sedan den släpptes för ungefär 13 miljarder år sedan. Forskarna hoppas kunna upptäcka gränserna mellan bubblor av joniserat väte - osynligt för HERA - och det omgivande neutrala eller atomära vätet.

Genom att ställa in mottagaren på olika våglängder kan de kartlägga bubbelgränserna på olika avstånd eller rödförskjutning för att visualisera bubblornas utveckling över tiden.

"HERA kan också berätta mycket om hur galaxer bildas," sa Parsons. ”Galaxer är mycket komplexa organismer som återfodrar sig själva och reglerar sin egen stjärnbildning och gasen som faller in i dem, och vi förstår inte riktigt hur de lever, särskilt vid denna tidiga tidpunkt då strömmande vätgas hamnar som komplexa strukturer med spiralarmar och svarta hål i mitten. Reioniseringens epok är en bro mellan kosmologin som vi teoretiskt kan beräkna utifrån de första principerna och den astrofysik vi observerar idag och försöka förstå. ”

UC Berkeleys partners i HERA är University of Washington, UCLA, Arizona State University, National Radio Astronomical Observatory, University of Pennsylvania, Massachusetts Institute of Technology, Brown University, University of Cambridge i Storbritannien, Square Kilometer Array i Sydafrika och Scuola Normale Superiore i Pisa, Italien.

Andra medarbetare är Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge, Massachusetts, University of KwaZulu Natal, University of Western Cape och Rhodes University, alla i Sydafrika, och California State Polytechnic University i Pomona.

”Astronomer vill veta vad som hände med universum efter att det kom ut ur dess så kallade” mörka tidsåldrar ”, säger Rich Barvainis, chef för National Science Foundation-programmet som finansierar HERA. "HERA hjälper oss att svara på den frågan, inte genom att studera de ursprungliga stjärnorna och galaxerna själva, utan snarare genom att studera hur dessa objekt förändrade naturen i det intergalaktiska rymden."

Söker efter en eldfluga i en strålkastare

Nyckeln till att detektera dessa genomträngande bubblor av joniserad gas från återjoniseringsperioden är en mottagare som kan upptäcka radiosignaler från neutralt väte en miljon gånger svagare än närliggande radiobrus.

Astronom David DeBoer på platsen för HERA-serien i Sydafrika.

”Förgrundsbruset, mestadels synkrotronemission från elektroner som spirerar i magnetfält i vår egen galax, är ungefär en miljon gånger starkare än signalen,” sa DeBoer. ”Det här är ett verkligt problem, för det är som att leta efter en eldfluga framför en otroligt kraftfull strålkastare. Vi försöker se eldflugan och filtrera bort strålkastaren. ”

Tidigare experiment, som UC Berkeley-ledda Precision Array Probing the Epoch of Reionization (PAPER) i Sydafrika och Murchison Widefield Array (MWA) i Australien, har inte varit tillräckligt känsliga för att upptäcka denna signal, men med större rätter och bättre signalbehandling, bör HERA göra tricket.

”HERA är en unik, nästa generations instrument som bygger på arvet från PAPER,” säger Parsons, som hjälpte till att bygga PAPPER för ett decennium sedan när han var doktorand som arbetade tillsammans med den avlidne astronomen Donald Backer från UC Berkeley. "Det finns på samma webbplats som PAPER, vi använder mycket av samma utrustning, men viktigare har vi sammanfört mycket fler medarbetare, inklusive många amerikanska team som har arbetat med MWA."

Strategin är att bygga ett sexkantigt utbud av radioskålar som minimerar bullret, såsom radioreflektioner i diskarna och ledningarna, som skulle dölja signalen. En superdators värde av fältprogrammerbara grindmatriser kommer att korskorrelera signalerna från antennerna för att fint kartlägga en 10-graders sträcka av södra himlen centrerad på minus 30 grader latitud. Med hjälp av en teknik som antagits från PAPER kommer de att använda den här datorns bearbetningskraft för att eliminera det långsamt varierande bruset över våglängdsspektrumet - 150-350 centimeter - för att avslöja den snabbt varierande signalen från neutralt väte när de stämmer över radiospektrumet.

HERA-samarbetet förväntar sig så småningom att expandera till 330 radioskålar i kärnmatrisen, var och en pekade rakt upp för att mäta strålning som ursprungligen emitterades för cirka 13 miljarder år sedan. Tjugo stödbenrätter (visas inte) är också planerade, vilket ger matrisen upp till 350 rätter totalt.


Astronomer har redan upptäckt antydan till rejonisering, säger Parsons. Mätningar av polariseringen av den kosmiska mikrovågsbakgrundsstrålningen visar att några av de fotoner som emitterades vid den tidiga tiden i universum har spridits av ingripande elektroner som eventuellt skapats av de första stjärnorna och galaxerna. Och galaxundersökningar har visat på några mycket avlägsna galaxer som visar dämpning genom att intervenera intergalaktiskt neutralt väte, kanske den sista biten kvar innan återjoniseringen var klar.

"Vi har en indikation på att återjonisering borde ha hänt, och vi får tips om när det kan ha slutat, men vi har inget som berättar vad som händer under det.", Tillade Parsons. "Det är vad vi hoppas kunna lära oss med HERA, den faktiska steg-för-steg-processen för hur återjonisering skedde."

När astronomer känner till rejoniseringsprocessen kan de beräkna spridningen av strålning från rekombinationens era - den kosmiska bakgrundsstrålningen eller CMB - och ta bort en del av felet som gör det svårt att upptäcka gravitationsvågorna som produceras av inflation strax efter den stora Smäll.

"Det finns mycket kosmologi du kan göra med HERA," sa Parsons. ”Vi har lärt oss så mycket av CMB: s tunna skal, men här kommer vi att titta på ett helt tredimensionellt utrymme. Något som 80 procent av det observerbara universum kan kartläggas med 21-centimeterlinjen, så detta öppnar upp för nästa generation av kosmologi. ”

Parsons och DeBoer jämför HERA med det första experimentet för att upptäcka kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning, Cosmic Background Explorer, som uppnådde sitt mål 1992 och vann för sina ledare - George Smoot från UC Berkeley och Lawrence Berkeley National Laboratory, och John Mather från NASA - 2006 års Nobelpris i fysik.

"I slutändan är målet att komma till den punkt där vi faktiskt gör bilder, precis som de CMB-bilder vi har sett," sa DeBoer. ”Men det är riktigt, riktigt svårt, och vi måste lära oss en hel del om vad vi letar efter och de instrument vi behöver för att komma dit. Vi hoppas att det vi utvecklar kommer att göra det möjligt för Square Kilometer Array eller ett annat stort projekt att faktiskt göra dessa bilder och få mycket mer vetenskap från denna viktiga epok i vår kosmiska historia. ”


Bevis för universums inflationsteori kan dölja sig i nya data

Först fanns det ingenting - fullständig och fullständig tomhet. Noll energi och noll materia.

Och sedan, ur denna intet, föddes universum. Liten, men extremt tät och fylld med energi. Och sedan, inom en liten bråkdel av en sekund, växte den snabbt i storlek - uppblåst - med åtminstone en faktor 10 upp till 25: e makten.

Denna teori, känd som inflation, är för närvarande den dominerande förklaringen till vad som hände efter Big Bang och för hur universum blev som det är idag. Men även om många forskare nu tror att inflationen verkligen ägde rum, vet de fortfarande inte hur eller varför den började eller hur den slutade. Och hittills har det inte funnits några gedigen experimentella bevis för denna accelererade expansion. [8 Baffling Astronomy Mysteries]

Forskare hoppas att de på bara några månader kan börja riva upp gåten när de undersöker nästa uppsättning data från Planck-satelliten. Sedan 2009 har detta radioteleskop, som drivs av Europeiska rymdorganisationen (ESA), kartlagt det äldsta ljuset i universum.

Känd som den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) kallas detta fossila ljus ofta Big Bangs efterglöd. Det antas ha dykt upp efter inflationsperioden, cirka 380 000 år efter att universum föddes, när neutrala atomer började bildas och rymden blev transparent för ljus.

När den första uppsättningen Planck-data släpptes i mars 2013, kände både "inflationister" och "anti-inflationister" rättfärdigade.

Stödjare av teorin sa att Planck-resultaten antydde perfekt hur inflationen kan ha fungerat. Kritiker hävdade emellertid att inflationsmodellerna helt enkelt var anpassade för att passa uppgifterna utan att egentligen förklara det.

Alla Planck-data tyder på att universum är "anmärkningsvärt enkelt", säger astrofysikern Anna Ijjas från Harvard University. Samma data stöder emellertid bara inflationsmodeller som är mycket komplicerade och, sade hon, "fungerar bara för mycket mer begränsade initiala förhållanden."

Liten orsak, stor effekt?

Forskare hoppas att nästa uppsättning Planck-data kan visa om inflation är en rimlig förklaring till formen för dagens universum. Och anhängare av universums inflationsteori säger att det kan bevisa att frön i dagens universum finns i kvantfysik.

Forskare vet redan, både från Planck och tidigare observationer, att CMB visar små densitetsfluktuationer, som sedan blev enorma under de närmaste 13,7 miljarder åren när universum expanderade. [Från Big Bang till idag i 10 enkla steg]

Dessa klassiska densitetsfluktuationer har förmodligen sitt ursprung i små, spontana kvantfluktuationer i rymdtidens mått omedelbart efter Big Bang, säger den teoretiska fysikern Daniel Baumann från Cambridge University. "Vi tror att inflationen sträckte ut dessa små kvantfluktuationer till [de] klassiska densitetsfluktuationer som observerats i dagens universum."

Eftersom dessa klassiska fluktuationer uppträdde direkt efter inflationen betyder det att de redan var där när CMB skapades. Och det är dessa densitetsfluktuationer som blev frön till stjärnor och galaxer.

Svängningarna i CMB ger ytterligare en pekare mot inflation. När CMB började "glöda" hade kvantfluktuationerna redan blivit klassiska densitetsvågor.

Den första uppsättningen av Planck-rymdskeppsresultat bekräftade inte bara dessa fluktuationer, det visade också att de är korrelerade över stora avstånd: alla vågor med samma våglängd verkar vara oscillerande synkroniserade med varandra.

”Denna koherens är något som inflationen förklarar väldigt naturligt,” säger Baumann. ”Det är den absolut mest slående iakttagelsen vi har gjort. Det är väldigt spännande.”

Ett av de mest häpnadsväckande resultaten av alla CMB-mätningar har dock varit enhetligheten i det fossila ljusets temperatur, som varierar med mindre än 0,0003 grader Celsius. Det finns bara två sätt som universum kunde ha uppnått sådana enhetliga temperaturer, sa Baumann.

I en icke-inflationsmodell måste det finnas vilda temperaturskillnader mellan olika delar av universum, som sedan över tiden skulle ha nått jämvikt, precis som olika föremål i ett hus når "rumstemperatur".

Men universum är för ungt för att förklara jämvikt över så stora rymdregioner. Eller för att uttrycka det annorlunda: Universum är större än det maximala avståndet (kallat horisont) vid vilket ljus eller störningar i Big Bangs urplasma kunde ha påverkat varandra. Så i en till synes paradox har avlägsna delar av universum samma temperatur och densitet, även om de inte kan ha "kontaktat" varandra. [Universums historia och struktur (Infografiskt galleri)]

Inflation, säger Baumann, erbjuder en bättre lösning: all materia hade ursprungligen samma temperatur och slits sedan plötsligt isär i en snabbare takt. Så nu finns det små temperaturvariationer mellan objekt, för de började alla på samma plats och med samma temperatur.

"Det är som att hitta två koppar kaffe [väldigt långt ifrån varandra] med exakt samma temperatur", säger Baumann. "Om de aldrig har varit tillräckligt nära för att utbyta värme, finns det ingen anledning för dem att ha samma temperatur."

I en analog till inflationsteorin skulle båda kopparna "produceras av samma kaffemaskin samtidigt, och inflation tar sedan kaffekopparna och separerar dem snabbare än ljusets hastighet."

Gravitationsvågor

Att studera CMB: s extremt svaga ljus har varit knepigt hela tiden, men också fullt av vetenskapligt löfte. Det beror på att kvantfluktuationerna i början av universum också borde ha utlöst gravitationsvågor, svårfångade och hittills teoretiska krusningar i rymdtid förutsagda av Einstein.

Om de skulle hittas och hittas för att kartlägga CMB: s fluktuationer, skulle de kunna ge ett extremt starkt stöd för inflationen. "Att se gravitationsvågor skulle vara en rökpistol" för inflationsmodellen, sa Baumann.

Beviset är komplext, men det beror på subtila variationer i polariseringen av ljusvågorna från CMB. Det finns två typer av polarisationsvariationer, så kallade E-läge och B-läge. Den senare beskriver rotationen eller vridningen av polarisationen, och det är denna variation som fysiker hoppas kommer att ge viktiga bevis för inflation.

Enligt Einsteins allmänna relativitetsteori skulle CMB visa B-mode-polarisering på grund av de enorma energierna som är involverade i sträckningen av rymdtiden under inflationen, säger Ijjas.

Om CMB: s ljus verkligen vrids på det sättet skulle inflation ge en utmärkt förklaring, för "en sådan högenergimekanism skulle skaka rymdtid på ett dramatiskt sätt, så att vi kunde bestämma dess styrka genom att mäta amplituden av gravitationsvågorna producerat, säger Ijjas.

Baumann säger att gravitationsvågor till och med kan övertyga forskare som arbetar med alternativ till inflation att acceptera modellen.

"Att se B-lägen skulle ge oss mycket förtroende för att inflationen hände och att vi alla kom från kvantfluktuationer."

Ijjas instämde. "Huvudtendensen har [hittills] varit att utforma komplicerade inflationsmodeller med många parametrar som matchar Planck-data", sa hon. "Att upptäcka eller inte upptäcka gravitationsvågsignalen är ett nyckeltest som antingen kan förbättra eller skada inflationen."


Astronomer hittar ett hål i universum

illustration av effekten av ingripande materia i kosmos på den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB). Till höger släpps CMB strax efter Big Bang, med små krusningar i temperatur på grund av fluktuationer i det tidiga universum. När denna strålning passerar universum, fylld med en bana av galaxer, kluster, superkluster och tomrum, upplever den små störningar. I riktning mot det jätteupptäckta tomrummet ser WMAP-satelliten (uppe till vänster) en kall fläck, medan VLA (nere till vänster) ser färre radiogalaxer. (Kredit: Bill Saxton, NRAO / AUI / NSF, NASA)

Astronomer från University of Minnesota har hittat ett enormt hål i universum, nästan en miljard ljusår över, tomt för både normal materia som stjärnor, galaxer och gas, såväl som den mystiska, osynliga "mörka materien". Medan tidigare studier har visat hål eller tomrum i universums storskaliga struktur, dvärgar denna nya upptäckt dem alla.

"Inte bara har ingen någonsin hittat ett tomrum så stort, men vi förväntade oss inte ens att hitta ett i denna storlek", säger Lawrence Rudnick från astronomiprofessor vid University of Minnesota. Rudnick, tillsammans med doktoranden Shea Brown och docent Liliya Williams, också från University of Minnesota, rapporterade sina resultat i en uppsats som accepterades för publicering i Astrofysisk tidskrift.

Astronomer har vetat i många år att universum i stora skalor i stort sett är tomma från materia. De flesta av dessa tomrum är dock mycket mindre än den som hittades av Rudnick och hans kollegor. Dessutom minskar antalet upptäckta tomrum när storleken ökar.

"Det vi har funnit är inte normalt, baserat på observationsstudier eller på datorsimuleringar av universums storskaliga utveckling", sa Williams.

Astronomerna drog sin slutsats genom att studera data från NRAO VLA Sky Survey (NVSS), ett projekt som avbildade hela himlen som var synlig för radioteleskopet Very Large Array (VLA), en del av National Science Foundation National Radio Astronomy Observatory (NRAO) . Deras studie av NVSS-data visade en anmärkningsvärd minskning av antalet galaxer i en himmelregion i konstellationen Eridanus, sydväst om Orion.

"Vi visste redan att det fanns något annorlunda med den här platsen på himlen", sa Rudnick. Regionen hade kallats "WMAP Cold Spot", eftersom den stod ut på en karta över kosmisk mikrovågsbakgrundsstrålning (CMB) från Wilkinson Microwave Anisotopy Probe (WMAP) -satelliten, som lanserades av NASA 2001. CMB, svag radiovågor som är reststrålningen från Big Bang, är den tidigaste ”babybilden” som finns tillgänglig i universum. Oegentligheter i CMB visar strukturer som existerade bara några hundra tusen år efter Big Bang.

WMAP-satelliten mätte temperaturskillnader i CMB som bara är miljondelar av en grad. Den kalla regionen i Eridanus upptäcktes 2004.

Astronomer undrade om den kalla fläcken var inneboende för CMB och indikerade därmed någon struktur i det mycket tidiga universum, eller om den kunde orsakas av något mer i närheten genom vilket CMB fick passera på väg till jorden. Att hitta bristen på galaxer i den regionen genom att studera NVSS-data löste den frågan.

"Även om våra överraskande resultat behöver bekräftas oberoende, verkar den något lägre temperaturen på CMB i denna region orsakas av ett stort hål utan nästan all materia ungefär 6-10 miljarder ljusår från jorden", sa Rudnick.

Hur orsakar brist på materia en lägre temperatur i Big Bangs reststrålning sett från jorden "

Svaret ligger i mörk energi, som blev en dominerande kraft i universum helt nyligen, när universum redan var tre fjärdedelar av den storlek det är idag. Mörk energi fungerar motsatt allvar och påskyndar universums expansion. Tack vare mörk energi har CMB-fotoner som passerar genom ett stort tomrum strax innan de anländer till jorden mindre energi än de som passerar genom ett område med en normal fördelning av materia under den sista delen av resan.

I en enkel utvidgning av universum utan mörk energi tar fotoner som närmar sig en stor massa - som en superklyng av galaxer - energi från dess gravitation. När de drar sig bort tappar tyngdkraften deras energi och de hamnar med samma energi som när de började.

Men fotoner som passerar genom materierikt utrymme när mörk energi blev dominerande faller inte tillbaka till sin ursprungliga energinivå. Mörk energi motverkar gravitationens påverkan och så stora massor sapar inte så mycket energi från fotonerna som de drar sig bort. Således kommer dessa fotoner till jorden med en något högre energi eller temperatur än vad de skulle göra i ett mörkt energifritt universum.

Omvänt upplever fotoner som passerar genom ett stort tomrum en förlust av energi. Accelereringen av universums expansion och därmed mörk energi upptäcktes för mindre än ett decennium sedan.De fysiska egenskaperna hos mörk energi är okända, även om det är den absolut vanligaste formen av energi i universum idag. Att lära sig dess natur är ett av de mest grundläggande aktuella problemen inom astrofysik.


Titta på videon: Učinek pogleda od zgoraj slovenski podnapisi (Maj 2022).