Sme starí ako náš vesmír! Akí starí teda?

16.01.2004
 

< Späť --     Úvodná stránka      -- Ďalší >



WMAP: fotka nášho vesmíru, ako batole
Poďakovanie: NASA,


Pracovná skupina WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe) získala prvú mapu reliktného žiarenia obklopujúceho vesmíru s vysokým rozlíšením. Obrázok ukazuje túto mapu najstaršieho svetla vo vesmíre. Tak ako sme už uviedli minule, vďaka pohybu Zeme voči reliktnému žiareniu a dopplerovskému posunu bolo treba eliminovať najprv tento posun, potom zmerať mimoriadne malé teplotné rozdiely reliktného žiarenia, ktoré sa objavili už pri práci sondy COBE.



Porovnanie dosiahnutého roslíšenia v projekte COBE a v  projekte WMAP. Dolný obrázok ukazuje na tej istej mape rozloženie hviezd na oblohe. Vodorovne je (okolo nás) Mliečna dráha, kým šedý pás krútiaci sa ako otáznik predstavuje ekliptiku slnečnej sústavy a jej šírka je daná hlavne asteroidným pásom medzi Jupiterom a Marsom.
S poďakovaním: WMAP, NASA
Obrázok ukazuje ako vesmír vypadal ako "batole". Mikrovlnné žiarenie zachytené na tejto mape pochádza z obdobia, keď vesmír bol starí len 379 000 rokov. Vesmír sa dožil veku 13,7 miliardy rokov a samozrejme s ním (vrátane čitateľa tejto stránky) je obrazne povedané každý takto starý. Veľké rozlíšenie obrázku dovolilo získať tento údaj s presnosťou okolo 1%!
Z tejto mapy je možné vyčítať komplikovaným spôsobom tento ohromujúci údaj (a nie len tento).
Farba jednotlivých bodov prezrádza teplotu reliktného žiarenia, nakoľko v prípade žiarenia absolútne čierne teleso vyžaruje elektromagnetické vlny, ktorých dĺžka je prísne spojená s teplotou telesa, ktoré ich vyžaruje. Červená znamená tepejšiu oblasť, modrá chladnejšiu.
V roku 1992 misia COBE zaregistrovala malé výkyvy v teplote reliktného žiarenia (znázornenú na mape farebnými fľakmi), čo bola dobrá správa. Ukazuje to totiž na to, že 379 tisíc rokov po Veľkom tresku vesmír už nebol homogénny. Na niektorých miestach bol hustejší (a teplejší), na iných zase chladnejší (a redší). Gravitácia a ostatné interakcie dokonali dielo a vytvorili vesmír vo svojej dnešnej 13,7 miliárd rokov starej podobe (animáciu môžete nájsť na stránke tvorcov animácie, animáciu voľte podľa rýchlosti vášho internetovského pripojenia - - pomocný obrázok pre animáciu). Výsledky merania COBE predstavovali prevratný objav.
Reliktné žiarenie má veľmi nízku teplotu, pohybuje sa okolo 2,73 K (-270°C). Čokoľvek vyhodíte do vesmíru, bude vyžarovať a chladnúť, ale jej teplota neklesne pod 2,73 K, lebo reliktné žiarenie ho bude ohrievať (zrovna tak, ako vás ohrievajú steny miestnosti, ktorých teplota má dajme tomu 20°C).

Graf dokazuje, že zložitá mapa vznikla vzájomným prenikaním tlakových vĺn tak, ako keď hodíte hrsť kameňov na hladinu vody. Tento graf nesie v sebe informáciu o veku vesmíru, ale tiež o jeho zložení a iných podrobnostiach.
S poďakovaním: WMAP, NASA

Ako to všetko prezradí vek vesmíru?
Predstavte si, že do nezčerenej vody hodíte kamienok. Z miesta dopadu sa budú šíriť vlnky v tvare sústredných kružníc. Aj vo rannom vesmíre (hneď po Veľkom tresku) sa občas stalo niečo, ako výbuch a vo vtedy ešte relatívne hustom prostredí sa začali šíriť tlakové vlny. Kde bol tlak vyšší, tak aj teplota bola vyššia, kde zase nižší, tak tam aj teplota bola nižšia.
Takéto výbuchy sa však nestali a jedinom mieste, ale na mnohých, čo by sme mohli prirovnať tomu, ako keď hladinu nezčerenej vody hodíte za hrsť kamienkov. Po krátkom čase vlnky navzájom prenikajú a hladina na prvý pohľad už neprezradí kam kamienky dopadli a kedy. Odporúčame pozrieť si krásnu animáciu vytvorenú teamom WMAP (voľte vhodnú podľa rýchlosti vášho internetového pripojenia pomocný obrázok pre animáciu)

Keď zhotovíte z vlniek fotografiu (to je mapa, ktorú zhotovil WMAP), vyberiete jeden bod a zmeriate koľko vrcholkov máte v danej vzdialenosti od vybraného bodu. Keď sa trafíte do miesta, kam dopadol kamienok (vznikla vlna), vykreslí sa vám na pozadí šumu vlnka ako funkcia vzdialenosti, v ktorej počítate vrcholky. Pokiaľ ste sa netrafili, uvidíte le šum, vrcholky sú vzhľadom na vybraný bod rovnomerne a náhodne rozosiate.
To robil team WMAP a vyskúšali každý bod na mape. Výsledok je na obrázku vpravo (horný graf). Vzdialenosť sa merala v uhloch. Uhly rastú v grafe z prava do ľava a najvýraznejší vrchol (vľavo) zodpovedá tlakovým vlnám, ktoré sa dostali najdalej od miesta vzniku. Obrázok vo forme tohoto grafu nesie v sebe iformáciu o veku vesmíru, o jeho zložení, kedy začali vznikať prvé hviezdy a podobne.


-AT-


< Späť --     Úvodná stránka      -- Ďalší >