Νέα κοσμολογικά δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck

Ο πιο λεπτομερής χάρτης της μικροκυματικής ακτινοβολίας του σύμπαντος που δημιουργήθηκε ποτέ
planckΤο διαστημικό τηλεσκόπιο Planck της Ευρωπαϊκής Διαστημικής Υπηρεσίας (ESA) σχεδιάστηκε για την μελέτη των ανισοτροπιών της Κοσμικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου. Πήρε το όνομά του από τον μεγάλο φυσικό Max Planck (1858–1947), που τιμήθηκε με το βραβείο Νόμπελ φυσικής το 1918.

Διαβάστε επίσης: Tι είναι η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου;

Το τηλεσκόπιο Planck εκτοξεύθηκε τον Μάιο του 2009, φθάνοντας στο σημείο Lagrange Γης – Ήλιου L2  μετά από 2 μήνες και από τον Φεβρουάριο του 2010 άρχισε τις παρατηρήσεις του.
Σήμερα έγινε η παρουσίαση αποτελεσμάτων της έρευνας μετά από 15,5 μήνες συλλογής δεδομένων. Οι 29 (!) επιστημονικές εργασίες σχετικά με τις παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Planck βρίσκονται ΕΔΩ www.sciops.esa.int

Tι παραπάνω «είδε» λοιπόν το Planck; Ιδού μερικά από αυτά:

1. Καταρχήν είδε με την μεγαλύτερη ακρίβεια από ποτέ την μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου που περιέχεται στο σύμπαν
Planck_WMAP_410W1H παραπάνω εικόνα δείχνει τις διακυμάνσεις θερμοκρασίας στην Κοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου όπως φαίνεται από τον δορυφόρο Planck της ESA (το ήμισυ πάνω δεξιά) και όπως φαινόταν από τον προκάτοχό του WMAP – Wilkinson Microwave Anisotropy Probe  της NASA (το ήμισυ κάτω αριστερά).
Η λεπτομερέστατη εικόνα του Planck βασίζεται στα δεδομένα των πρώτων 15,5 μηνών της αποστολής του, ενώ η εικόνα του WMAP σε δεδομένα 9 ετών.
Σύμφωνα με τον Jan Tauber, ερευνητή της ESA: «το πορτρέτο της κοσμικής ακτινοβολίας υποβάθρου μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ελεγχθούν με λεπτομέρεια όλα τα πιθανά μοντέλα που περιγράφουν την εξέλιξη του σύμπαντος. Το καθιερωμένο κοσμολογικό πρότυπο εξακολουθεί να στέκεται ψηλά, αλλά την ίδια στιγμή τα στοιχεία των ανώμαλων χαρακτηριστικών της Κοσμικής Ακτινοβολίας Υποβάθρου, είναι πιο σοβαρά από ό,τι εθεωρείτο μέχρι σήμερα, γεγονός που υποδηλώνει ότι κάτι θεμελιώδες μπορεί να λείπει από το καθιερωμένο πρότυπο».

Εικόνα 50 εκατομμυρίων pixel. Ο χάρτης του υπολείμματος της ακτινοβολίας από την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης από τα δεδομένα που συνέλλεξε το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck. Μια εικόνα του σύμπαντος 380000 χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη.  Δύο ανώμαλα χαρακτηριστικά που είχε ήδη εντοπίσει προκάτοχος του Planck, WMAP, επιβεβαιώθηκαν στα καινούργια δεδομένα υψηλής ακρίβειας του Planck. To ένα είναι μια ασυμμετρία στις μέσες θερμοκρασίες των αντίθετων ημισφαιρίων του ουρανού (διαχωρίζονται από την καμπύλη γραμμή. Υπάρχει επίσης ένα ψυχρό σημείο που βρίσκεται στο ένα τμήμα του ουρανού (σε κύκλο), που είναι ψυχρότερο του αναμενομένου. Στην εικόνα αυτή οι ανώμαλες περιοχές επισημαίνονται με κόκκινη και μπλε σκίαση για να είναι πιο ορατές. http://www.guardian.co.uk/science/picture/2013/mar/21/planck-most-detailed-map-universe-cosmic-microwave?CMP=twt_fd#_

Εικόνα 50 εκατομμυρίων pixel. Ο χάρτης του υπολείμματος της ακτινοβολίας από την εποχή της Μεγάλης Έκρηξης από τα δεδομένα που συνέλλεξε το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck. Μια εικόνα του σύμπαντος 380000 χρόνια μετά την Μεγάλη Έκρηξη. Δύο ανώμαλα χαρακτηριστικά που είχε ήδη εντοπίσει προκάτοχος του Planck, WMAP, επιβεβαιώθηκαν στα καινούργια δεδομένα υψηλής ακρίβειας του Planck. To ένα είναι μια ασυμμετρία στις μέσες θερμοκρασίες των αντίθετων ημισφαιρίων του ουρανού (διαχωρίζονται από την καμπύλη γραμμή). Υπάρχει επίσης ένα ψυχρό σημείο που βρίσκεται στο ένα τμήμα του ουρανού (σε κύκλο), που είναι ψυχρότερο του αναμενομένου. Στην εικόνα αυτή οι ανώμαλες περιοχές επισημαίνονται με κόκκινη και μπλε σκίαση για να είναι πιο ορατές. (guardian.co.uk)

2. Λιγότερη σκοτεινή ενέργεια, περισσότερη σκοτεινή ύλη και λίγο περισσότερη συνηθισμένη ύλη
Ενώ μέχρι τώρα εθεωρείτο πως το σύμπαν συνίσταται από 72,8% σκοτεινή ενέργεια, 22,7% σκοτεινή ύλη και 4,5% συνηθισμένη ύλη (απ’ αυτή που είμαστε φτιαγμένοι!), σύμφωνα με τα νέα αποτελέσματα του Planck, η σκοτεινή ενέργεια αντιπροσωπεύει το 68,3%, , η σκοτεινή ύλη το 26,8% και 4,9% η γνωστή μας ύλη.
Planck_Cosmic recipe pie chart_410

3. Προσδιορίζεται μια τιμή της σταθεράς του Hubble μικρότερη σε σχέση με τις προηγούμενες εκτιμήσεις, 67.3 ±1.2 km/s/Mpc
Planck_Hubble_constant-600x590

4. Η νέα εκτίμηση για την ηλικία του σύμπαντος είναι 13,81 δισεκατομμύρια χρόνια. Το σύμπαν είναι 80 εκατομμύρια χρόνια μεγαλύτερο, σε σχέση με την προηγούμενη εκτίμηση.
5. Ο αριθμός των ειδών νετρίνων  είναι (3,3 ± 0.3) και βρίσκεται σε συμφωνία με τις προβλέψεις της σωματιδιακής φυσικής….
Πηγές: sci.esa.int – scienceblogs.com

Το βίντεο που ακολουθεί αναδεικνύει την επίπονη εργασία των ερευνητών του διαστημικού τηλεσκοπίου Planck που προσπαθούν να διακρίνουν την Κοσμική Ακτινοβολία Υποβάθρου μέσα από το σύνολο των δεδομένων που συλλέγονται απ’ αυτό.

(νεώτερη ενημέρωση 26 – 3 – 2013)
Βίντεο: Μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου – Sixty Symbols

(νεώτερη ενημέρωση 2)

Η κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου ευνοεί ένα λεπτονικό σύμπαν;

Απόδειξη του φαινομένου της λεπτονικής ασυμμετρίας

Νέα μελέτη Γερμανών φυσικών (Dominik Schwarz and Maik Stuke: «Does the CMB prefer a leptonic Universe?«) φέρνει στο φως αποδείξεις για το φαινόμενο της λεπτονικής ασυμμετρίας, δηλαδή ότι το σύμπαν περιέχει διαφορετικές ποσότητες λεπτονίων και αντι-λεπτονίων.

Οι φυσικοί διαθέτουν πλήθος αποδείξεων για τη βαρυονική ασυμμετρία, δηλαδή ότι το σύμπαν περιέχει πολύ περισσότερη βαρυονική ύλη από ότι βαρυονική αντι-ύλη, αλλά λίγα πράγματα είναι γνωστά για τη λεπτονική ασυμμετρία.

Τα βαρυόνια είναι υποσωματίδια που σχηματίζονται από συνδυασμούς τριών κουάρκ. Τα πιο συνηθισμένα βαρυόνια είναι τα πρωτόνια και τα νετρόνια τα οποία σχηματίζουν την πλειοψηφία της ύλης που συναντάμε στην καθημερινή μας ζωή. Τα βαρυόνια μαζί με τα μεσόνια συνιστούν τα αδρόνια, τα οποία μπορούν να μετέχουν σε ισχυρές αλληλεπιδράσεις, σε αντίθεση με τα λεπτόνια.

Τα έξι λεπτόνια (ηλεκτρόνιο, μυόνιο, ταυ λεπτόνιο και τα αντίστοιχα νετρίνο τους) θεωρούνται και αυτά στοιχειώδη σωματίδια, και μαζί με τα κουάρκς αποτελούν τους δομικούς λίθους της ύλης. Ειδικά τα νετρίνο είναι πολύ πιο δύσκολα να ανιχνευθούν, λόγω του ότι είναι πολύ ελαφριά και ελάχιστα ενεργητικά.
Οι φυσικοί Ντόμινικ Σβαρτς και Μάικ Στούκε του Πανεπιστημίου Μπίλεφελντ ανέλυσαν δεδομένα από πειράματα κοσμικής μικροκυματικής ακτινοβολίας και έφτασαν στο συμπέρασμα ότι το σύμπαν περιέχει σαφώς περισσότερα αντινετρίνο από ότι νετρίνο. Μάλιστα η λεπτονική ασυμμετρία είναι πιθανό να ξεπερνάει τη βαρυονική ασσυμετρία (10-10) κατά αρκετές τάξεις μεγέθους. Ο συνολικός αριθμός λεπτονίων επίσης κατά πάσα πιθανότητα είναι μεγαλύτερος από το συνολικό αριθμό βαρυονίων στο σύμπαν.

Αν και τα λεπτόνια είναι δύσκολο να εντοπιστούν, θα μπορούσαν να παρατηρηθούν στο πρώιμο σύμπαν καθώς επηρέασαν τη πυρηνοσύνθεση που έλαβε χώρα στιγμές μετά τη Μεγάλη Έκρηξη. Συγκεκριμένα, τα λεπτόνια επηρέασαν την παραγωγή ηλίου στο πρώτο αυτό στάδιο του σύμπαντος, σύμφωνα με τον Σβαρτς.
Για αυτό το λόγο οι επιστήμονες μέτρησαν την αφθονία του αρχέγονου ηλίου στο σύμπαν, χρησιμοποιώντας δεδομένα από τρία τηλεσκόπια, συμπεριλαμβανομένου αυτού στην έρημο Ατακάμα στη Χιλή. Συγκρίνοντας τα αποτελέσματα με προηγούμενα δεδομένα από εξωγαλακτικές περιοχές, μπόρεσαν να δώσουν μία εκτίμηση του βαθμού λεπτονικής ασυμμετρίας.

Οι επιστήμονες πιστεύον ότι η ανάλυση επερχόμενων δεδομένων από τα τηλεσκόπια και η βελτίωση των μεθόδων μετρήσεων των ποσοτήτων ηλίου θα τους βοηθήσουν να φτάσουν σε μία ακόμα πιο ακριβή εκτίμηση της ασυμμετρίας λεπτονίων στο εγγύς μέλλον.

naftemporiki.gr – phys.org/news/2013-03



Κατηγορίες:ΑΣΤΡΟΝΟΜΙΑ, ΑΣΤΡΟΦΥΣΙΚΗ, ΚΟΣΜΟΛΟΓΙΑ, ΣΥΜΠΑΝ

Ετικέτες: ,

2 replies

Trackbacks

  1. Planck reveals new insight into universe | Tracing Knowledge ... Στα ίχνη της Γνώσης
  2. Anti-Neutrinos famous all around the World | Maik Stuke

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση /  Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Ο ιστότοπος χρησιμοποιεί το Akismet για την εξάλειψη των ανεπιθύμητων σχολίων. Μάθετε πως επεξεργάζονται τα δεδομένα των σχολίων σας.

Αρέσει σε %d bloggers: