Odszkodowanie za dziurę w drodze
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/e6/050128quad-from-crane.jpg/800px-050128quad-from-crane.jpgKontynent umiejscowiony wok mronego Bieguna Poudniowego zwany Antarktyd wywouje z pewnoci automatycznie sporo utartych skojarze – a to wyobraamy sobie nien i lodowat pustyni, po ktrej hasaj gromadki niezniszczalnych pingwinw, to znw mylimy o topniejcych lodowcach zagraajcych nadmorskim kurortom, pierwszym jednak przymiotnikiem, ktry nasuwa si na myl, jest: ‼zimny”. Rzeczywicie, to na Antarktydzie wanie notowano swego czasu rekordowo niskie w skali Ziemi temperatury, jest to jednak tylko jeden z kilku decydujcych powodw, dla ktrych naukowcy nie raz i nie dwa wybierali ten mrony kontynent jako placwk badawcz. Poza niskimi temperaturami niebagateln rol – dla naszych ulubionych astronomw – odgrywa rwnie oczywisty brak tzw. ‼light pollution”, czyli zanieczyszczenia nieba wiatami cywilizacji (chyba e akurat co bystrzejsze grupy pingwinw wpady na pomys rozpalania gigantycznych ognisk, co jednak wydaje si, trzeba szczerze przyzna, mao prawdopodobne), jak i klarowno i czysto powietrza skutego mocarnym mrozem. Sporo eksperymentw astrofizycznych przewino si ju przez Antarktyd; tym razem chciabym wspomnie o jednym, ktry – umiejscowionym w
pobliu samego Bieguna Poudniowego – moe mie cakiem due znaczenie dla naszej wiedzy o zawartoci Wszechwiata.
O
mikrofalowym promieniowaniu ta (cosmic microwave background, CMB) wspominaem ju wczeniej
tyle razy, e aby nie powtarza do znudzenia tej samej litanii po raz n-ty, nie pozostaje mi nic innego, jak poprosi Was o signicie do wyszukiwarki z prawej u gry strony lub choby do Wikipedii, jeli jeszcze nie wiecie, co to takiego. Promieniowanie to ma ogromne znaczenie dla naszej wspczesnej wiedzy o Wszechwiecie, wszyscy jednak, ktrzy mogliby uwaa, e swoj owieceniow misj spenio ju jaki czas temu ukazujc nam map fluktuacji modziutkiego Wszechwiata, s w bdzie – CMB kryje przed nami jeszcze wiele cennych informacji, przy czym te najbardziej podane s dla nas cigle jeszcze nieosigalne ze wzgldu na niedoskonaoci aparatury badawczej (rzuc tylko mimochodem tajemniczym pojciem
‼mod B”, wytrzymaych zapraszam do samodzielnych poszukiwa, podaj tylko przykadowy link). Jednym z fundamentalnych zagadnie, w przypadku ktrych CMB wydaje si suy naukowcom w najlepsze, jest kwestia rzeczywistego skadu Wszechwiata, inaczej mwic tego, ile tak naprawd ‼zwykej” materii w nim si znajduje.
Nie od dzi naukowcy w przewaajcej mierze zakadaj, e ‼zwyka” materia (z ktrej skadamy si my sami, gwiazdy i planety oraz wszystko, co jestemy w stanie zobaczy) niespodziewanie stanowi niewielki uamek cakowitej ‼zawartoci” Wszechwiata. Jakkolwiek moe si to wydawa dziwne, wiele poszlak wskazuje na to, e ogromna wikszo ‼energii-materii” Wszechwiata skoncentrowana jest w egzotycznych formach, zwanych odpowiednio
‼ciemn energi” i
‼ciemn materi”. I cho nie ma naprawd niezbitych dowodw na istnienie obu tych dziwactw, to tzw.
Standardowy Model Kosmologiczny, czyli wspczesna najpopularniejsza wrd naukowcw wykadnia dotyczca struktury, skadu i historii Wszechwiata, zakada, i ‼zwyka” materia stanowi zaledwie 5% caoci. Niewiele, prawda?
Ktnie wok ‼ciemnych” skadnikw Wszechwiata trwaj w najlepsze, w ostatnich dniach jednak pojawia si niepostrzeenie praca naukowa, ktra dorzuca swj cakiem spory kamyczek do tej dyskusji – tym razem przedstawiajc wyniki sugerujce poprawno Standardowego Modelu, inaczej mwic – wspierajc hipotez o istnieniu ‼ciemnych” zoczycw. Pierwszego listopada na amach
‼Astrophysical Journal” ukazaa si bowiem praca zespou naukowcw, kierowanego przez pani profesor Sarah Church z
Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology (KIPAC, Stanford University, Palo Alto, USA) oraz Waltera Gear z
School of Physics and Astronomy przy Cardiff University (Cardiff, UK). ktry w oparciu o wnikliw analiz promieniowania CMB potwierdza do jednoznacznie, e Model Standardowy wydaje si by bardzo bliski temu, z czym mamy do czynienia w naszym Wszechwiecie.
Na Biegunie Poudniowym znajduje si teleskop przynalecy do tzw.
kolaboracji QUaD (QUEST and DASI), teleskop o rednicy 2,6 metra, ktry w sumie jest w uproszczeniu tzw.
bolometrem, inaczej mwic termometrem, ktry mierzy w jaki sposb okrelone rodzaje promieniowania nagrzewaj metalowe czujniki detektora. Miejsce dla eksperymentu wybrano nieprzypadkowo – wspomniana na pocztku niska temperatura ma swoje znaczenie, cho i tak jest nieporwnywalnie wysza od temperatury urzdzenia – aby zakcenia otoczenia nie mogy zafaszowa wynikw obserwacji, urzdzenie schadzane jest do temperatury bardzo bliskiej zera absolutnego. Na co jednak teleskop rzuca okiem, zapytacie – ju odpowiadam.
CMB to promieniowanie elektromagnetyczne a te moe by (lub nie)
spolaryzowane. Posiadacze aparatw fotograficznych prbujcy troch powaniej podej do fotografii z pewnoci wiedz, jak zmienia si rejestrowany obraz po zaoeniu na obiektyw polaryzatora i przekrceniu go o 90 stopni (w przypadku koowego), ten sam mechanizm dotyczy jednak generalnie fal (z pewnymi wyjtkami) – wiato spolaryzowane to inaczej mwic (w duym uproszczeniu) wiato takie, w przypadku ktrego oscylacje fali elektromagnetycznej nastpuj tylko w kierunku prostopadym do kierunku przemieszczania si fali – niewiele co prawda mi to mwi jako wybitnemu laikowi, jednak rnic na wykonywanych zdjciach widz i to mi wystarcza, mniejsza zreszt o mechanizm za tym stojcy. Co prawda wikszo promieniowania, z ktrym mamy styczno, nie jest zasadniczo spolaryzowana, jednak nie jest to cecha, z ktr wiato musi si ‼rodzi” i ktra nie moe zosta nabyta – poprzez kontakt z materi wiato moe zosta spolaryzowane. I tak cech – polaryzacj – wykazuje rwnie kosmiczne promieniowanie ta.
Mimo e promieniowanie CMB ochodzio si niewspmiernie od czasw, kiedy zostao wyemitowane, to zachowao jednak wzorzec polaryzacji z epoki, ktra miaa miejsce niespena 400 tysicy lat po
Wielkim Wybuchu, kiedy to Wszechwiat sta si w kocu przeroczysty dla promieniowania elektromagnetycznego. Co jednak wane, polaryzacja CMB wydaje si mie cisy zwizek z dystrybucj materii w tak wczesnym Wszechwiecie – w zwizku z tym naukowcy, ktrzy s w stanie precyzyjnie zbada polaryzacj CMB, s rwnie w stanie tworzy szczegowe mapy rozkadu materii we wczesnym Wszechwiecie. Tego wanie dokonali naukowcy z obu wspomnianych wyej uczelni – wykonali oni, korzystajc z teleskopu eksperymentu QUaD mapy rozkadu (i – co wane – rwnie prdko przemieszczania si!) materii w niemowlcym wieku Wszechwiata o niespotykanej dotd precyzji.
W pracy zaprezentowanej na amach ‼Astrophysical Journal” zesp Church i Geara przedstawia takowe mapy, wysnuwajc rwnie na ich podstawie do znaczce wnioski – wszystko wskazuje na to, e charakterystyka polaryzacji CMB zgadza si zaskakujco dobrze z przewidywaniami Modelu Standardowego, wedle ktrego Wszechwiat skada si w 5% ze ‼zwykej” materii i pozostaych 95% ‼ciemnych” skadnikw. Wicej nawet – Wszechwiat, ktry byby zoony tylko ze ‼zwykej” materii, nie mgby, opierajc si na tych mapach, wyglda tak, jak wyglda obecnie. ‼Zwyka” oraz ‼ciemna” materia w rny sposb wpywaj na szczegy (o ktrych wol si nie wypowiada w swej niewiedzy) zwizane z charakterem polaryzacji CMB, z tego wzgldu promieniowanie to stanowi klucz do tego, by w poredni sposb potwierdzi istnienie ‼ciemnych” treci we Wszechwiecie.
Jak sdz jest to do znaczce stwierdzenie – alternatywne modele, ktre posyaj w diaby ‼ciemne” skadniki, trac w pewnym sensie grunt pod nogami, Standardowy Model, dopieszczajcy ‼ciemn” materi i energi, zyskuje na sile. Mona oczywicie tutaj dyskutowa zawzicie (cho do tego potrzebna jest odpowiednia wiedza, ktr nie dysponuj) i zarzuca naukowcom to i owo, jednak sam, mimo sceptycznej postawy wobec ‼ciemnych” skadnikw, musz przyzna, e trudno mi w jaki sensowny sposb zarzuci naukowcom bdy – co prawda nikt nie pokaza nam bezporednio ‼grudki” ciemnej materii, jednak zwizek midzy polaryzacj CMB a zawartoci Wszechwiata z jakiego powodu wskazuje na niewygodn dla wielu struktur. Pozostaje tylko czeka na kolejne prby obalenia lub umocnienia hipotez ‼ciemnych” skadnikw.
rda:
Link 1Link 2Link 3Zdjcie: Teleskop QuAD
rdo zdjciaCredit: Rfriedman81/Wikipedia
Wywietl peny artyku
zanotowane.pldoc.pisz.plpdf.pisz.plmizuyashi.htw.pl