پس درخشش بیگ بنگ ساختارهای کیهانی نامرئی را آشکار می کند

نزدیک به 400000 سال پس از بیگ بنگ، پ،مای اولیه جهان نوزاد به اندازه کافی سرد شد تا اولین اتم ها به هم ادغام شوند و فضایی را برای پرتوهای جاسازی شده ایجاد کرد تا آزادانه اوج بگیرند. آن نور – پس زمینه مایکروویو کیه، (CMB) – همچنان در آسمان در همه جهات جریان دارد و تصویری از جهان اولیه را پخش می کند که توسط تلسکوپ های اختصاصی گرفته شده و حتی در تلویزیون های اشعه کاتدی قدیمی در حالت ایستا آشکار شده است.

پس از اینکه دانشمندان در سال 1965 تشعشعات CMB را کشف ،د، تغییرات دمایی کوچک آن را به دقت ترسیم ،د. وضعیت دقیق کیهان زم، که یک پ،مای کف‌دار صرف بود. اکنون آن‌ها داده‌های CMB را برای فهرست‌بندی ساختارهای مقیاس بزرگی که طی میلیاردها سال با بلوغ کیهان توسعه یافته‌اند، تغییر کاربری می‌دهند.

این نور بخش عمده‌ای از تاریخ کیهان را تجربه کرد و با دیدن چگونگی تغییر آن، می‌تو،م درباره دوره‌های مختلف بیاموزیم. کیمی وو، کیهان شناس در آزمایشگاه ملی شتاب دهنده SLAC.

در طول سفر نزدیک به 14 میلیارد ساله خود، نور CMB توسط تمام موادی که در راه خود وجود دارد، کشیده، فشرده و منحرف شده است. کیهان شناسان شروع به بررسی فراتر از نوسانات اولیه در نور CMB کرده و به آثار ثانویه ای که از برهم کنش با کهکشان ها و دیگر ساختارهای کیه، بر جای می ماند، نگاه می کنند. از این سیگنال‌ها، آن‌ها دید واضح‌تری از توزیع ماده معمولی – هر چیزی که از قطعات اتمی تشکیل شده‌اند – و ماده تاریک مرموز به دست می‌آورند. به ،ه خود، آن بینش ها به حل و فصل برخی از اسرار دیرپای کیهان شناسی و طرح برخی از اسرار جدید کمک می کنند.

ما متوجه می شویم که CMB تنها شرایط اولیه جهان را به ما نمی گوید. همچنین درباره خود کهکشان ها به ما می گوید امانوئل شان، همچنین کیهان شناس در SLAC. و این واقعاً قدرتمند است.»

جه، از سایه ها

بررسی‌های نوری استاندارد، که نور ساطع شده از ستاره‌ها را ردیابی می‌کنند، بیشتر جرم زیرین کهکشان‌ها را نادیده می‌گیرند. این به این دلیل است که ا،ریت قریب به اتفاق محتوای کل ماده کیهان برای تلسکوپ ها نامرئی است – یا به ،وان توده های ماده تاریک یا به ،وان گاز یونیزه پراکنده که کهکشان ها را پل می کند. اما هم ماده تاریک و هم گاز پراکنده آثار قابل تشخیصی بر بزرگنمایی و رنگ نور CMB ورودی به جا می گذارند.

Schaan گفت: «جهان واقعاً یک تئاتر سایه است که در آن کهکشان‌ها قهرمانان و CMB نور پس‌زمینه هستند.

بسیاری از بازیکنان سایه اکنون در حال تسکین هستند.

هنگامی که ذرات نور یا فوتون‌های CMB الکترون‌های موجود در گاز بین کهکشان‌ها را پراکنده می‌کنند، به انرژی‌های بالاتر برخورد می‌کنند. علاوه بر این، اگر آن کهکشان‌ها نسبت به جهان در حال انبساط در حرکت باشند، فوتون‌های CMB، بسته به حرکت نسبی خوشه، یک تغییر انرژی دوم، به بالا یا پایین، دریافت می‌کنند.

این جفت اثر که به ترتیب به ،وان اثرات حرارتی و سینماتیکی Sunyaev-Zel’dovich (SZ) شناخته می شوند، بودند. ابتدا نظریه پردازی کرد در اوا، دهه 1960 و با دقت فزاینده ای در دهه گذشته شناسایی شده اند. جلوه‌های SZ در کنار هم، علامت مشخصه‌ای را به جا می‌گذارند که می‌توان آن را از تصاویر CMB حذف کرد و به دانشمندان اجازه می‌دهد مکان و دمای همه مواد معمولی در جهان را نقشه‌برداری کنند.

در نهایت، اثر سومی که به ،وان عدسی گرانشی ضعیف شناخته می‌شود، مسیر نور CMB را در حین حرکت در نزدیکی اجسام عظیم، منحرف می‌کند و CMB را طوری منحرف می‌کند که گویی از طریق یک لیوان شراب دیده می‌شود. بر خلاف اثرات SZ، عدسی به همه مواد حساس است – تاریک یا غیره.

در مجموع، این اثرات به کیهان شناسان اجازه می دهد تا ماده معمولی را از ماده تاریک جدا کنند. سپس دانشمندان می توانند این نقشه ها را با تصاویری از بررسی های کهکش، برای سنجش فواصل کیه، و حتی ردیابی تشکیل ستاره.