NAJNOVIJA KOSMOLOSKA ISTRAZIVANJA Slike ranog Univerzuma Internacionalni tim kosmologa je 27. aprila 2000. god. zavrsio prvu sliku svemira u njegovoj mladosti. Ove slike pokazuju univerzum kad je on bio star samo jedan mali deo sadasnje starosti i 1 000 puta manji i topliji nego sto je sad. Detaljne analize ovih slika otkrivaju jednu od kosmoloskih misterija – da li je univerzum zakrivljen ili je ravan. Ovaj projekat nazvan BOOMERANG [1] stvorio je sliku uz pomoc visoko osetljivih teleskopa postavljenih na balonu koji je kruzio iznad Antarktika. Balon je nosio teleskop na visini od oko 35 km u trajanju od 10,5 dana. Na slici 21. prikazana je kosmicka mikrotalasna pozadina neba iznad Mt. Erebus na Antarktiku. Na ovoj cudnoj slici kosmicka mikrotalasna pozadina neba nazire se iza BOOMERANG-a koji se nalazi u fazi priprema za poletanje. BOOMERANG-ove slike su ovde kompjuterskom montazom postavljene umesto obicnog neba da pokazu kako izgledaju nepravilnosti na nasem nebu koje mi nismio u mogucnosti da vidimo golim okom zbog toga sto ljudsko oko nije osetljivo na mikrotalasno zracenje. Boje neba na ovoj slici nisu u otpunosti realne vec su prilagodjene celokupnoj “atmosferi” slike.
Danas je svemir ispunjen galaksijama i jatima galaksija. Ali pre 12 do 15 milijardi godina univerzum je bio prilicn tecan, neverovatno vreo i gust. Jaka toplota koja je ispunjavala rani svemir moze se i danas detektovati kao slabo mikrotalasno pozadinsko zracenje koje dolazi iz svih pravaca. Prvi put ovo zracenje je otkriveno zemaljskim radio teleskopom 1965. god. Od tada naucnici nastoje da dobiju sto detaljnije slike ovog zracenja. NASA-in COBE satelit otkrio je prvi dokaz o strukturi mikrotalasnog pozadinskog zracenja. 1991. godine. Slike sa BOOMERANG-a su prve slike koje prikazuju kosmicko pozadinsko zracenje u krupnom planu. Slike nam otkrivaju stotine kompleksnih regiona vidljivih kao male nepravilnosti u temperaturi kosmicke mikrotalasne pozadine, najcesce samo 0,0001 deo stepena Celzijusa. Komplikovane teksture boja koje se vide na slikama u potpunosti potvrdjuju nas model ranog univerzuma. One su skoro identicne sa teksturama koje bi trebale da nastanu usled zvucnih talasa koji su putovali kroz rani univerzum, stvarajuci nepravilnosti u strukturi koje su kasnijne evoluirale u velika i supervelika jata galaksija. Na slici 22. prikazan je jedan mali deo praiskonskog univerzuma snimljen sa BOOMERANG teleskopa u desetodnevnom periodu od decembra 1998. god. do januara 1999. godine. Nepravilne strukture ranom svemiru, koje su nevidljive golim okom, postaju jasne i lako uocljive kad se posmatraju uy pomoc teleskopa osetljivog na male talasne duzine svetlosti. Ovo je deo vece slike koja pokriva 1800 kvadratnih stepeni juznog neba. Radi poredjenja velicine dat je prividan precnik Meseca u donjem desnom uglu.
“Struktura ovih slika nagovestava prve zvezde i galaksije u univerzumu”, rekao je vodja americkog tima Andrew Lange sa kaliforniskog Instituta za tehnologiju, Pasadena. “Ovo je neverovatan trijumf moderne kosmologije da predvidi pocetno stanje toliko precizno”. Vodja italijanskog tima Raolo deBernardis sa rimskog univerziteta La Sapienya dodao je: “Stvarno je usbudljivo sto smo u mogucnosti da vidimo neke od temeljnih struktura univerzuma u embrionalnom stanju. Svetlost, koju smo detektovali, putovala je kroz ceo univerzum pre nego sto je stigla do nas, a mi smo potpuno u mogucnosti da je razlikujemo od svetlosti emitovane iz nase galaksije.”
Slike sa BOOMERANG-a pokrivaju oko 3% neba. Timska analiza strukture kosmicke mikrotalasne pozadine donela je najpreciznija merenja geometrije prostora i vremena, koja jasno pokazuju d ae geometrija prostora ravna, a ne zakrivljena. Rezultati se u potpunosti slazu sa predvidjanjima inflatornog modela. Teorija smatra da je univerzum rastao od malog dela atoma kroz period koji se odigrao u delicu sekunde nakon Velikog Praska. Enormna ekspanzija trebala bi da “razvlaci” geometriju prostora dok se ova u potpunosti ne postane ravna. Prouavcajuci karakteristike toplih i hladnih oblasti na slikama sa BOOMERANG-a, moze se odrediti geometrijski oblik svemira (slika 23.). Kosmoloske simulacije predvidjaju da ukoliko je kosmos ravna povrsina onda bi se mogla primenjivati standardna geometrija i onda bi na slikama sa BOOMERANG-a dominirale hladne i tople tacke velicine 1 lucnog stepena. Ako je s druge strane svemir zakrivljen onda bi skretanje svetlosti “iskrivilo” i same slike. Ako je pak svemir zatvoren tako da paralelne linije teze da se spoje onda bi slike zbog tih prevoja bile uvecane i tacke bi izgledale vece od 1 lucnog stepena. Suprotno tome, ako je svemir otvoren, i paralele se udaljavaju, onda bi pojave na slici izgledale manje. Ako uporedimo ove tri slike sa gornjom mozemo zakljuciti da je svemir skoro ravan. Naucno udruzenje NASA-e za lansiranje balona je eksperimentalno pustala veliki helijumom napunjen balon sa instrumentima iznad zemljine atmosfere. Drzavna naucna organizacija NSF koja obezbedjuje logisticku realizaciju svih americkih naucnih operacija na Antarktiku, je omogucila lansiranje balona pored McMurdo stanice i povratak korisnog tereta posle leta. Suncano vreme i rasporstranjeni vetrovi na velikim nadmorskim visinama na Antarktiku su bili od kljucnog znacaja za stabilan dugotrajni let balona BOOMERANG projekta. Balon zapremine od 800.000 m3 kubnih metara je nosio teleskop tezak dve tone 8.000 km i sleteo je u krugu od 50 km od mesta lansiranja. Tim je sacinjavalo 36 clanova sa 16 univerziteta iz Kanade, Italije, Velike Britanije i SAD. Glavna podrska BOOMERANG projektu dolazi od NASE i NSF-a u Sjedinjenim Americkim drzavama; od Italijanske svemirske organizacije, Italijanskog programa za proucavanje Antarktika i Univerziteta La Sapienza u Rimu; od istrazivackog odbora za fiziku i astronomiju Velike Britanije kao i odeljenja za kompjutersko-energetska naucna istrazivanja SAD koji su obezbedili instrumente.
Na slici 24. je prikazan BOOMERANG teleskop prilikom spremanja za poletanje. Sa Mt. Erebus-om u pozadini, osoblje NASE i NSF-a naduvava balon zapremine od 1 miliona metara kubnih koji ce nositi BOOMERANG teleskop tokom svog desetodnevnog put oko Antarktika. Da bi izvrsio svoja izuzetno osetljiva merenja, BOOMERANG je podignut iznad 99% atmosfere na visinu od 25 km. Neprekidno suncano vreme i stabilan vazdusni pritisak nad juznim polom omogucavaju stratosferske letove balona duge 10 do 20 dana. Lansiranju je prethodilo dvomesecno oraganizovanje u McMurdo istrazivackoj stanici, i pola decenije razvitka i izgradnje od strane medjunarodnog istrazivackog tima.
|
