Așa cum vă anunțam pe 21 martie, ESA a publicat primele date, referitoare la Universul timpuriu, obținute cu ajutorul telescopului Planck. Acestea confirmă în bună măsură modelul cosmologic acceptat în prezent, dar îi pun, în același timp, un mare semn de întrebare, care ar putea să oblige la o profundă corectare a acestuia.
Pare paradoxală fraza de mai sus. Dar, așa cum veți vedea, paradoxul este numai unul aparent.
Mai întâi să vorbim pe scurt despre misiunea Planck a ESA. Telescopul spațial Planck are drept sarcină cartografierea Universului la 380.000 de ani după Big Bang, moment în care temperatura acestuia a scăzut sub 2700 grade Celsius, iar fotonii au căpătat libertate de mișcare. În acest moment Universul devine transparent. Fotonii din acea perioadă reprezinta cea mai veche lumină pe care o putem observa, sub forma unui fond de radiații cu temperatura de circa 2,7 K. Acesta poartă numele de fond cosmologic de radiații (Cosmic Microwave Background – CMB) și a fost descoperit, în 1964, de către fizicienii Penzias și Wilson. În acea vreme părea că acest fond de radiații este perfect uniform, dar studierea sa cu ajutorul unor instrumente mai perefecționate (dintre care amintim telescoapele spațiale COBE și WMAP, ale NASA) au arătat că acesta prezintă mici fluctuații de temperatură. Tocmai obținerea unei imagini precise a acestui ”fundal”, reprezintă obiectivul telescopului spațial Planck. Trebuie să mai spunem că imaginea fondului cosmologic de radiații, obținută cu ajutorul telescopul spațial Planck are o rezoluție și o sensibilitate cu mult mai bune decât cele ale telescopului WMAP, care l-a precedat, permițând astfel obținerea unei imagini mult mai detaliate a Universului timpuriu.
Din această imagine se poate vedea diferența semnificativă dintre rezoluția imaginilor obținute de WMAP și Planck.
Mici corecții
Harta care a fost prezentată pe 21 martie, reprezintă rezultatul al 15,5 luni de observație. Pentru a fi obținută a fost folosit un supercalculator, cu ajutorul căruia din imagine au fost ”extrase” sursele de radiații care nu aparțineau zonei Universului timpuriu. Cu ajutorul noilor date au fost confirmate o bună parte dintre informațiile pe care le aveam deja, dar au putut fi realizate și câteva mici corecții.
Harta Universului timpuriu obținută cu ajutorul telescopului spațial Planck.
Astfel, acum vârsta Universului a crescut cu 80 milioane de ani, față de cea evaluată pe baza datelor WMAP, ajungând astfel la 13,82 miliarde de ani. S-a modificat și ”rețeta” Universului. El este alcătuit în proporție de 4,9 % din materie (conform WMAP: 4,5%), materie întunecată: 26,8% (WMAP: 22,7%) și energie întunecată 68,3% (WMAP: 72,8%).
”Rețeta” Universului a suferit mici corecții pe baza datelor transmise de către telescopul spațial Planck.
De asemenea observațiile Planck au confirmat existența perioadei inflaționare de la începutul Big Bang-ului, când volumul Universului a crescut cu un factor de 10 la puterea 30 (adică de de 10.000 de miliarde de miliarde de miliarde de ori) într-un interval de timp de zece la puterea -32 (adică o sutime de miime de miliardime de miliardime de miliardime de secundă). Dovada existenței perioadei inflaționare fusese adusă inițial de WMAP, dar acum avem o confirmare pe care o aduce un instrument mult mai performant.
O problemă fundamentală
Până acum toate bune și fumoase. Nimic nou, doar niște mici corecții aduse unor observații anterioare. Așa cum spuneam, ele confirmă modelul cosmologic standard. Totuși a apărut o problemă gravă, care i-ar obliga pe oamenii de știință să își schimbe cel puțin unul dintre principiile pe baza căruia a fost elaborat. Este vorba despre principiul cosmologic, care afirmă (în varianta simplificată) că Universul, la scară mare, este la fel, oriunde ne-am îndrepta atenția. Ei bine, observațiile făcute cu telescopul spațial Planck vin să contrazică acest principiu fundamental al cosmologiei. În harta publicată pe 21 martie apare o asimetrie semnificativă între cele două emisfere ale cerului. Astfel în emisfera sudică apare o uriașă, și inexplicabilă, pată rece, care indică faptul că acolo există un deficit de materie. De asemenea, temperatura medie a emisferei sudice este mai mare decât cea a emisferei nordice. Aceste două constatări vin să contrazică principiul cosmologic, care, repet, stă la temelia modelului cosmologic standard.
În această imagine se poate vedea asimetria dintre temperaturile medii din emisfera nordică și cea sudică (în emisfera nordică temperatura medie este ceva mai scăzută față de cea sudică). Linia albă marchează ecliptica. De asemenea, în zona din dreapta jos, este marcată o uriașă pată rece. Aceste date vin să contrazică principiul cosmologic.
Vă invităm să urmăriți și videoclipul realizat de către ESA în care sunt prezentate rezultatele obținute cu ajutorul telescopului spațial Planck. Titlul său, dat de către ESA este semnificativ: ”New Planck findings challenge the Big Bang Theory” (Noile descoperiri ale [telescopului spațial] Planck sunt o provocare pentru teoria Big Bang-ului)
Este greu de spus acum care vor fi implicațiile acestei descoperiri. Indicii ale acestei asimetrii le-a oferit și telescopul spațial WMAP. Articolele care indicau existența acestei anomalii au stârnit vii dezbateri în presa științifică, dar existența ei a fost pusă pe seama impreciziei măsurătorilor efectuate cu WMAP. Acum trebuie să avem un pic de răbdare și să vedem cum vor evolua lucrurile în viitor. Cu siguranță vom asista la o dezbatere intensă asupra acestui subiect în viitorul apropiat. Trebuie să spunem că acum avem de-a face doar cu un prim set de rezultate obținute pe baza datelor transmise de către telescopul spațial Planck. În anii ce vin vor fi publicate rezultate mai detaliate, care ne vor ajuta să înțelegem mai bine procesele care s-au desfășurat la începutul Universului.
Surse: ESA, Lucrările științifice care au stat la baza conferinței de presă a ESA
