Menu

Planck_2

2013-03-21 12:46

Misja satelitarna PLANCK wyostrza obraz Wszechświata

Międzynarodowy zespół naukowy kosmicznej misji PLANCK, którego jednym z liderów jest prof. dr hab. Krzysztof Górski z Obserwatorium Astronomicznego Uniwersytetu Warszawskiego i Jet Propulsion Laboratory w Pasadenie, USA opublikował najdokładniejszą i najbardziej szczegółową mapę tzw. promieniowania reliktowego (zwanego też mikrofalowym promieniowaniem tła), będącego najstarszą pozostałością promieniowania elektromagnetycznego we Wszechświecie. Wyniki te dostarczają nowych unikalnych informacji o wieku i budowie obecnego Wszechświata oraz o jego osobliwych początkach. Satelita PLANCK jest misją realizowaną przez ESA (Europejską Agencję Kosmiczną) przy znaczącym współudziale amerykańskiej agencji kosmicznej NASA.

(ESA/NASA, Planck Team)

Uzyskane nowe dane obserwacyjne sugerują, że Wszechświat rozszerza się wolniej, niż przyjmowano dotychczas, a jego wiek wynosi 13,8 miliarda lat – 100 milionów lat więcej od poprzednich ocen. Pierwsze wyniki wskazują ponadto, że Wszechświat zawiera więcej materii, tej normalnej jak i ciemnej, natomiast mniej ciemnej energii, niż dotychczas sądzono. Ciemną materią nazywamy niewidoczną materię, której istnienie ujawnia się tylko poprzez efekty grawitacyjne, zaś ciemną energią nazywamy efekty przeciwne do działania grawitacji, powodujące przyspieszone rozszerzanie się Wszechświata. Natura zarówno ciemnej materii jak i ciemnej energii pozostaje wciąż całkowicie nieznana.

Na podstawie danych obserwacyjnych zebranych przez satelitę PLANCK w ciągu pierwszych 15 miesięcy misji astronomowie stworzyli niezwykle dokładną mapę rozkładu na niebie natężenia promieniowania tła, powstałego zaledwie 380 tysięcy lat po Wielkim Wybuchu i docierającego do nas po miliardach lat wędrówki. Drobne nierównomierności w rozkładzie tego promieniowania są odbiciem pierwotnych zarodzi galaktyk i gromad galaktyk obserwowanych w dzisiejszym Wszechświecie.

Najważniejsze cechy dzisiejszego Wszechświata i jego ewolucję opisujemy prostym modelem, zwanym standardowym modelem kosmologicznym. Dane dostarczone przez satelitę PLANCK dzięki swej niezwykłej precyzji pozwalają na dokonanie wiarygodnego i szczegółowego testu poprawności tego modelu. O ile zmierzone przez satelitę PLANCK fluktuacje natężenia promieniowania tła w małej skali kątowej zgadzają się doskonale z modelem standardowym, to wykryte jednocześnie nieoczekiwane anomalie rozkładu natężenia w dużej skali nie znajdują łatwego wyjaśnienia.

Obserwowana wielkoskalowa asymetria promieniowania tła jest nie do pogodzenia z modelem standardowym, który z drugiej strony znajduje znakomite potwierdzenie obserwacyjne w skali „lokalnej”. Rozbieżność ta zmusza nas do znacznie bardziej twórczego rozszerzenia, jeśli nie zmodyfikowania, modelu standardowego – objaśnia znaczenie naukowe nowych rezultatów profesor Krzysztof Górski.

Uzyskane wyniki pozwalają również na dokonanie weryfikacji teorii opisujących tzw. inflację Wszechświata – dramatycznego zjawiska nagłego rozdęcia Wszechświata, gdy natychmiast po swoim powstaniu, w mgnieniu oka zwiększył on swoje rozmiary biliony bilionów razy. Nowa mapa rozkładu promieniowania dowodzi, że w chwili narodzin Wszechświata rozkład materii był całkowicie przypadkowy, co zdecydowanie upraszcza możliwe teorie inflacji.

Satelitarne badania mikrofalowego promieniowania tła Wszechświata dostarczające podstawowych informacji o początkach Wszechświata prowadzone są z ogromnymi sukcesami od ponad dwudziestu lat. Szczególną rolę odegrały w nich amerykańskie misje COBE, której wyniki przyniosły zespołowi Nagrodę Nobla w 2006 roku, oraz późniejsza WMAP. Satelita PLANCK jest satelitą najnowszej generacji. Prowadzi obserwacje w dużo większym zakresie częstotliwości promieniowania mikrofalowego, ze znacznie większą czułością detektorów oraz znacznie lepszą zdolnością rozdzielczą obrazów nieba. Ostateczne wyniki misji satelity PLANCK, który wciąż kontynuuje regularne przeczesywanie nieba w dziedzinie mikrofalowej, zostaną ogłoszone w 2014 roku.