Eftervirkningen af Big Bang - det øjeblik vores univers eksploderede i eksistensen for omkring 13, 8 milliarder år siden - var lidt anticlimactic.
Efter alt hullabaloo var universet koldt og mørkt i ganske lang tid, fuld af stråling og skybrintgas. Stjerner dukkede først op, millioner af år senere, et øjeblik kaldet den kosmiske daggry. Nu, rapporterer Hannah Devlin hos The Guardian, opdagede forskere signaler fra, hvad de mener er de allerførste stjerner. Hvis fundet bekræftes, kan det give forskere et kig ind i universets ældgamle oprindelse.
Som Sarah Kaplan hos The Washington Post rapporterer, er lyset fra disse stjerner alt for svagt til, at teleskoper kan se. Men forskere har foreslået, at når de første stjerner blinkede, ville de blinkende lyskugler have interageret med reststråling fra Big Bang og efterladt et uudsletteligt mærke. Og i 1999 antydede astrofysikere, at dette meget svage signal muligvis kunne påvises. Ved nøje at undersøge denne baggrundsstråling, kendt som den kosmiske mikrobølgebakgrund (CMB), troede de, at de kunne finde en dukkert i spektret fra de tidlige lysflimre.
At finde dette signal var imidlertid ingen enkel opgave. Det blev forudsagt at ligge smule dab midt i FM-radiobølgerne, hvilket betyder, at jordbaserede udsendelser og andre naturlige signaler let kunne overvælde den svage dukkert. Ifølge en pressemeddelelse anvendte forskere EDGES (Experiment to Detect Global EoR Signature), en lille, meget præcis bordformet antenne beliggende i det vestlige Australien.
I det væsentlige gobler antennen op de tilgængelige radiodata, som forskere derefter kan sigtes igennem. Som Kaplan rapporterer, sammenlignes Peter Kurczynski, en programdirektør for National Science Foundation, processen med at tænde for alle undtagen en radiostation og derefter lede efter den manglende station. ”Holdet skal hente radiobølger og derefter søge efter et signal, der er omkring 0, 01% af den kontaminerende radiostøj fra vores egen galakse, ” fortæller Andrew Pontzen, en kosmolog ved University College London, til Devlin. ”Det er nål-i-en-høstakken territorium.”
(NR Fuller / National Science Foundation) Efter udluftning af høje og nære signaler fandt teamet faktisk, hvad de ledte efter - en dukkert i bølgelængden, der antydede den kosmiske daggry fandt sted omkring 180 millioner år efter Big Bang. I to år søgte de alternative forklaringer og placerede EDGES-antennen igen for at teste nøjagtigheden af deres måling. Men de nåede den samme konklusion: De så signaler fra de første blink i vores univers. De offentliggjorde deres fund denne uge i tidsskriftet Nature .
Hovedforfatter Judd Bowman, astrofysiker ved Arizona State University fortæller Kaplan, at disse tidlige stjerner var en smule anderledes end vores sol og andre moderne stjerner. Stjernerne var blå og brændte hurtigt, sammensat af de eneste elementer i det tidlige univers - helium og brint. Til sidst eksploderede stjernerne og skabte tungere elementer som ilt og kulstof, ingredienserne nødvendige for livet. ”Disse stjerner lavede frøene til alt, hvad der kom ud af dem, ” siger han. ”Det er som gødningen på marken på en måde. Du kan ikke dyrke afgrøderne uden at lægge de rigtige ingredienser i blandingen. Det var, hvad disse stjerner gjorde. ”
Signaldypen var meget anderledes, end forskerne havde forventet. Faktisk var den dobbelt så stor, som modeller antydede. Hvad det betyder, forklarer Devlin, er, at det primære brint absorberede dobbelt så meget stråling som forudsagt, og det tidlige univers var sandsynligvis endnu koldere end antaget, omtrent -454 Fahrenheit.
For at få hjælp til at fortolke fundet konsulterede de Tel Aviv University-astrofysiker Rennan Barkana. I en ledsagerundersøgelse argumenterer han for, at uoverensstemmelsen kan forklares med mørk stof, en teoretisk type stof, der hjælper med at forklare vores observationer af universet. Barkana hævder, at interaktion mellem mørk stof og normal sag kan forklare radiosignaturen.
Harvard-astronom Lincoln Greenhill advarer i en analyse for Nature, at fundet skal yderligere bekræftes. Men det kan have store konsekvenser, så astronomer kan kortlægge universets 3D-struktur og give ny indsigt i disse tidlige mørke tidsalder. Det kan endda hjælpe forskere til sidst med at knuse mysteriet om, hvad mørk stof egentlig er.
