Ιστορία της Αστρονομίας

Ιστορία της Αστρονομίας

18 Φεβρουαρίου 2016

Ε! Η θερμή Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang)

Όμως η σημαντικότερη δραματική ανακάλυψη της νέας αστρονομίας ήταν η ανακάλυψη της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου από τους Penzias και Robert Wilson το 1965. Αυτή η ακτινοβολία ερμηνεύθηκε αμέσως ως το απομεινάρι της ακτινοβολίας – στην φάση που κυριαρχούσε στο σύμπαν αμέσως μετά τη Θερμή Μεγάλη Έκρηξη. Ο υψηλός βαθμός ισοτροπίας του, έδειξε μια εξαιρετικά απλή δομή για το Σύμπαν στις μεγαλύτερες κλίμακες.

Στη δεκαετία του ’40 και τη δεκαετία του ’50 ο George Gamow και οι συνάδελφοι του είχαν προωθήσει την έννοια ενός θερμού Bing Bang Σύμπαντος, που κυριαρχήθηκε από την ακτινοβολία στα αρχικά του στάδια. Ήλπιζαν έτσι να εξηγήσουν ότι τα στοιχεία δημιουργήθηκαν από τις πυρηνικές αντιδράσεις στον αρχικό Κόσμο. Στο τέλος κατάφεραν να δείξουν ότι μόνο το ήλιο, το δευτέριο και το λίθιο κοσμολογικά λείψανα, σύμφωνα με τους λεπτομερείς υπολογισμούς από το Bob Wagoner, τον Willy Fowler και τον Fred Hoyle το 1967.

Οι Geoffrey και Margaret Burbidge, Fowler και Hoyle είχαν δείξει προηγουμένως ότι τα βαρέα στοιχεία ­ δηλαδή από τον άνθρακα και μετά ­ έγιναν στα αστέρια. Και το 1972  αποδείχθηκε πλήρως ότι τα υπόλοιπα ελαφρά στοιχεία (βηρύλλιο και βόριο) έγιναν από τις κοσμικές ακτίνες, που διαπέρασαν μέσα από τους διαστρικούς πυρήνες ηλίου.

Στη δεκαετία του ’70 επιστημονικές ομάδες στο Princeton, το Μπέρκλευ και τη Φλωρεντία ανίχνευσαν την πρώτη μικροσκοπική απόκλιση από την ισοτροπία στην Μικροκυματική Ακτινοβολία Υποβάθρου. Αυτή η λεγόμενη «ανισοτροπία διπόλων» φαίνεται ότι οφείλεται στην κίνηση του Γαλαξία μας μέσω του κοσμικού πλαισίου. Η επίδραση του φαινομένου αυτού είναι ότι ο μικροκυματικός ουρανός εμφανίζεται ελαφρώς θερμότερος προς την κατεύθυνση της κίνησής μας, κατά ένα τοις χιλίοις, και ελαφρώς πιό ψυχρός στην αντίθετη κατεύθυνση.


Σχήμα 2ο
Χάρτης Του Ουρανού, που βασίστηκε σε δεδομένα (1991) του δορυφόρου COBE (Cosmic Background Explorer). Η μεσαία κόκκινη λωρίδα οφείλεται στις μικροκυματικές εκπομπές του Γαλαξία μας.

Οι χάρτες των γαλαξιών όλου του ουρανού, που δημιουργήθηκαν από τις έρευνες του IRAS επέτρεψαν στους αστρονόμους να αποδείξουν ότι αυτή η κίνηση οφειλόταν στη βαρυτική έλξη των γαλαξιών μέσα σε 300 μεγαπαρσέκ. Μάλιστα συνέχισε να βελτιώνεται η ακρίβεια με την οποία  θα μπορούσε να μετρηθεί η ισοτροπία του Κοσμικού Υποβάθρου Μικροκυμάτων. Αργότερα το 1991 η ομάδα του Cosmic Background Explorer (COBE) ανήγγειλε ότι είχε ανιχνεύσει ανισοτροπίες με ακρίβεια 1 μέρος προς 100.000 σε μια γωνιακή κλίμακα 10° ( Σχήμα 2ο). Αυτές οι ανισοτροπίες ήταν οι πρώτες αποδείξεις των μικρών διακυμάνσεων της πυκνότητας από τις οποίες πρέπει να εξελίχθηκαν οι σημερινοί γαλαξίες και τα σμήνη των γαλαξιών.

Από τη δεκαετία του ’60 το φάσμα της μικροκυματικής ακτινοβολίας υποβάθρου είχε φανεί ότι αντιστοιχούσε σε ένα μέλαν σώμα περίπου 2.7 Κelvin. Αυτές οι μετρήσεις έφθασαν στο αποκορύφωμά τους το 1990 όταν έδειξε η ομάδα του COBE ότι είχε μετρήσει το τέλειο φάσμα κατά Planck, με ακρίβεια ένα μέρος προς χίλια. Αυτή η μορφή μέλανος σώματος κατά Planck είναι οι ισχυρότερες πιθανές αποδείξεις για ένα Σύμπαν το οποίο δημιουργήθηκε με μία Μεγάλη Έκρηξη (Big Bang) και με μια ακτινοβολία που την εξουσίαζε στην αρχική του φάση.

Pages: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24