The Cosmos Memiliki Tempat Dingin Besar Misterius

Itu Latar Belakang Microwave Kosmik (CMB) radiasi adalah cahaya berkilauan lembut dari cahaya yang sangat purba yang menyebar ke seluruh Alam Semesta, dan itu mengalir melalui langit dengan intensitas yang hampir tidak berubah dari segala arah. Ini adalah radiasi sisa kelahiran alam semesta kita sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu – sisa-sisa ledakan dari Big Bang yang bersifat inflasi. Cahaya purba ini yang masih hidup memberi kita beberapa rahasia yang sangat lama hilang tentang era yang sangat kuno yang ada jauh sebelum ada pengamat di sekitarnya untuk menyaksikannya. Satu rahasia yang dijaga dengan baik, datang kepada kita dari masa lalu dan jauh, dikenal sebagai Latar Belakang Gelombang Mikro Kosmik Tempat Dingin, dan itu adalah wilayah langit yang diamati dalam gelombang mikro yang ditemukan oleh para ilmuwan menjadi sangat besar dan dingin dibandingkan dengan apa yang biasanya mereka harapkan dari CMB radiasi – dan asal dan sifat keanehan ini telah menjadi misteri yang menarik sejak penemuannya. Pada Juni 2014, sebuah tim kosmolog menawarkan penjelasan yang mungkin untuk hal yang aneh ini Bintik Dingin, mengumumkan bahwa mereka telah mendeteksi supervoid, yang merupakan lubang besar di alam semesta Web Cosmic galaksi bintang – mungkin akhirnya menjelaskan anomali.

Selama dekade dekat pemetaan fluktuasi suhu kecil di CMB, itu Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) muncul sejumlah anomali aneh dan menarik tersebut. Di antaranya, yang misterius Bintik Dingin mungkin yang paling menarik. Ini adalah wilayah yang sangat luas yang memanjang sampai 10 derajat Eridanus itu sekitar empat kali lebih dingin dari rata-rata fluktuasi suhu yang diamati di CMB. Eridanus adalah rasi bintang di belahan bumi selatan. Ini adalah konstelasi terbesar keenam di langit, dan itu dinamai Eridanos, nama Yunani kuno untuk sungai Po di Italia utara. Saat ini diyakini bahwa itu tidak mungkin (meskipun tidak mustahil) yang aneh Bintik Dingin terbentuk sebagai akibat dari fluktuasi densitas primordial yang memunculkan sisa CMB pola berbintik.

Memang, jika fluktuasi kepadatan akun untuk Bintik DinginIni bisa menjadi tantangan yang signifikan terhadap model teori inflasi yang saat ini paling disukai. Akibatnya, kosmolog telah mencari penjelasan alternatif.

Dr. Istvan Szapudi dari Universitas Hawaii dan rekan-rekannya, setelah menganalisis galaksi yang menari di sekitar WISE-2MASS katalog, menunjukkan bahwa mereka mungkin telah mendeteksi supervoid besar yang bisa menjadi pelakunya bertanggung jawab atas yang misterius Bintik Dingin.

Afterglow Of The Big Bang

Itu CMB adalah cahaya paling kuno yang bisa kita amati. Cahaya yang indah ini dimulai pada perjalanannya yang panjang dan berbahaya hampir 14 miliar tahun yang lalu – milyaran tahun sebelum Tata Surya kita lahir, dan bahkan jauh sebelum galaksi kita yang kuno, besar, spiral-spiral, Bima Sakti, terbentuk. Ini membisikkan rahasia indah tentang waktu yang sangat jauh dan lama menghilang ketika semua yang ada adalah lautan bergejolak radiasi yang cemerlang dan berapi-api dan banjir partikel dasar yang nyata. Kosmos primordial bukanlah relatif Hamparan transparan yang damai dan dingin – berbintik-bintik dengan bintang api – yang sekarang kita kenal dan cintai. Penghuni akrab Cosmos kita yang sekarang kita amati – bintang-bintang yang berkilauan, planet-planet mereka dan bulan-bulan mereka, awan gas – semua akhirnya muncul dari lautan partikel dasar laut yang baru lahir ini, karena Cosmos sangat meluas dan tumbuh semakin dingin.

Latar belakang gelombang radio yang hampir seragam ini mengisi seluruh alam semesta dilepaskan ketika alam semesta akhirnya cukup dingin untuk menjadi transparan terhadap cahaya dan bentuk radiasi elektromagnetik lainnya, sekitar 380.000 tahun setelah Big Bang. Pada zaman kuno ini, alam semesta dipenuhi dengan gas terionisasi yang panas. Gas ini hampir sepenuhnya seragam, tetapi ia memiliki beberapa penyimpangan yang sangat kecil – bintik-bintik yang sangat sedikit (hanya 1 bagian dalam 100.000) lebih atau kurang padat. Perubahan intensitas yang sangat kecil ini meninggalkan para ilmuwan dengan peta alam semesta primordial. Satu peta semacam itu disediakan oleh WMAP– sebuah teleskop microwave berbasis ruang angkasa yang didedikasikan untuk mempelajari tentang CMB. Dengan mempelajari peta ini, astrofisikawan belajar banyak tentang evolusi dan komposisi dari Cosmos.

Hal yang memikat dan menyilaukan dari bayi kita di alam semesta ini adalah hadiah, semacam, kepada para pengamat saat ini. Ini karena CMB radiasi mengandung jejak fosil yang tersisa sebagai warisan oleh partikel primordial tersebut – CMB membawa pola berharga dari variasi intensitas yang sangat, sangat kecil dari mana kosmolog dapat mencoba untuk menentukan atribut alam semesta.

Ketika CMB memulai perjalanannya miliaran tahun yang lalu, ia melambai indah dan cemerlang seperti permukaan bintang, seperti Matahari kita sendiri – dan itu sama panasnya membakar. Namun, ekspansi alam semesta yang tak kenal lelah membentang ribuan kali sejak saat itu, menyebabkan panjang gelombang cahaya primordial yang tetap membentang, juga. Sekarang CMB adalah hampir 2,73 derajat dingin mutlak di atas nol mutlak!

Ketika alam semesta memanjang, materi dan energinya membentang bersamanya, dan sangat cepat mendingin. Radiasi yang dipancarkan oleh bola api Cosmic yang menyilaukan yang memenuhi bayi Universe, melintasi seluruh spektrum elektromagnetik – dari sinar gamma ke sinar-X ke sinar ultraviolet – dan kemudian melalui pelangi indah warna dari spektrum yang terlihat, yang cahaya yang bisa dilihat oleh manusia. Cahaya purba kemudian membentang lebih jauh ke daerah inframerah dan radio spektrum elektromagnetik. Perasaan ringan dari bola api kuno itu, the CMB, mengalir di sekitar dari harfiah semua wilayah langit dapat dinodai oleh teleskop radio. Di alam semesta primordial, Ruang melotot dengan api yang cemerlang, tetapi seiring berjalannya waktu, kain Ruang terus meluas, dan radiasi mendingin. Untuk pertama kalinya, Ruang menjadi gelap dalam cahaya tampak biasa – seperti yang kita lihat hari ini.

George Gamow, Ralph Alpher, dan Robert Herman adalah ilmuwan pertama yang memprediksi keberadaan CMB kembali pada tahun 1948. Alpher dan Herman meramalkan bahwa suhu CMB akan menjadi tentang apa yang diketahui oleh para ilmuwan sekarang.

Itu CMB ditemukan secara kebetulan pada tahun 1960-an oleh Dr. Arlo Penzias dan Dr. Robert W. Wilson di fasilitas Murray Hill di Bell Telephone Laboratories di New Jersey, dengan kontribusi yang sangat penting oleh Dr. Robert Dicke dari Princeton University, dan rekan-rekannya. Penzias dan Wilson menerima Hadiah Nobel 1978 dalam Fisika untuk penemuan kebetulan mereka.

Lubang Hebat Di Alam Semesta!

Pada bulan Agustus 2007, sebuah tim astronom mengumumkan penemuan aneh mereka dari lubang besar di alam semesta, yang hampir satu miliar tahun cahaya di seluruh, dan tampaknya kosong – atau hampir-hampa – dari materi atom "biasa" (yang barang dari bintang, galaksi, dan gas), serta misterius, transparan materi gelap, yang identitasnya masih belum diketahui, tetapi yang merupakan bagian terbesar dari komponen materi dari Cosmos.

"Tidak hanya tidak ada yang pernah menemukan kekosongan sebesar ini, tetapi kami bahkan tidak pernah berharap untuk menemukan satu ukuran ini," komentar Dr. Lawrence Rudnick pada 23 Agustus 2007. Siaran Radio Nasional Observasi Astronomi Radio (NRAO). Dr. Rudnick, dari University of Minnesota, bersama Dr. Shea Brown dan Dr. Liliya R. Williams, juga dari University of Minnesota, melaporkan temuan mereka pada saat itu di Jurnal Astrophysical.

Para astronom telah menyadari selama bertahun-tahun bahwa, dalam skala besar, alam semesta memiliki rongga yang merupakan daerah hampir benar-benar kosong dari materi. Namun, sebagian besar rongga ini jauh lebih kecil daripada lubang besar yang ditemukan oleh Dr. Rudnick dan rekan-rekannya. Selain itu, jumlah void yang ditemukan menurun seiring dengan meningkatnya ukuran.

"Apa yang kami temukan tidak normal, berdasarkan pada studi observasi atau pada simulasi komputer evolusi skala besar dari alam semesta," Dr. Williams berkomentar pada 23 Agustus 2007. Siaran Pers NRAO.

Penemu titik dingin raksasa ini menarik kesimpulan mereka dengan mempelajari data yang berasal dari NRAO VLA Sky Survey (NVSS), sebuah proyek yang mencitrakan seluruh langit yang terlihat oleh Very Large Array (VLA) teleskop radio, itu adalah bagian dari National Science Foundation NRAO. Pengamatan mengejutkan mereka mengungkapkan penurunan luar biasa dalam jumlah galaksi di wilayah langit di mana rasi bintang Eridanus terletak.

"Kami sudah tahu ada sesuatu yang berbeda tentang tempat ini di langit," Dr. Rudnick terus menjelaskan pada saat itu. Wilayah itu sudah diberi nama Titik Dingin WMAP, karena menunjukkan kehadirannya yang aneh di peta CMB radiasi yang dibuat oleh WMAP satelit, diluncurkan pada tahun 2001. The "gambar bayi" dari Semesta, disediakan oleh WMAP, menunjukkan ketidakberesan dalam CMB radiasi yang mewakili struktur yang hanya ada beberapa ratus ribu tahun setelah Big Bang. Tempat dingin raksasa di Eridanus terdeteksi kembali pada tahun 2004.

Jadi, apa yang menyebabkan lubang raksasa di alam semesta ini? Pada saat itu, beberapa astronom bertanya-tanya apakah titik dingin itu intrinsik CMB, dan karena itu menyarankan beberapa struktur di Alam Semesta kuno, atau apakah itu bisa disebabkan oleh sesuatu yang lebih dekat ke planet kita, yang melaluinya CMB harus melakukan perjalanan dalam perjalanan panjangnya ke Bumi.

Tempat Dingin Alam Semesta

Struktur skala besar dari Alam Semesta menyerupai jaring, di mana kosong – atau hampir kosong – mengosongkan gugus besar gugusan bintang dan superclusters dari galaksi yang cemerlang. Galaksi-galaksi yang terang dan penuh bintang menelusuri untaian yang aneh dan tidak terlihat ini yang aneh Web Cosmic seperti bersinar, embun berkilauan berkilauan di jaring laba-laba tersembunyi, raksasa.

Ketika cahaya bergerak naik dan turun ke bukit-bukit dan lembah-lembah gravitasi ini, perluasan Alam Semesta menyebabkan foton (partikel cahaya) untuk memperoleh dan kehilangan energi – dengan cara yang tidak sama. Ini disebut Efek Sachs-Wolfe Terpadu. Dengan cara ini, lubang raksasa atau kekosongan bisa menghasilkan titik dingin di CMB.

Sebuah supervoid yang memanjang ratusan juta tahun cahaya bisa, memang, menjadi penyebab misterius dan besar Bintik Dingin. Sayangnya, studi sebelumnya datang dengan tangan kosong. Ini mungkin karena mereka telah mencari kosmos kuno dan, karenanya, terpencil.

Dr Szapudi dan rekan-rekannya menggabungkan data yang berasal dari WISE-2MASS katalog dan Pan-STARRS1, yang merupakan teleskop robot yang menggambarkan seluruh langit satu kali setiap minggu, untuk mempelajari galaksi di dekatnya daripada yang jarak jauh. Mereka dengan hati-hati memetakan galaksi yang tinggal relatif dekat, dan yang menghuni wilayah di dalam Spot Dingin batasan. Dengan menerapkan teknik baru ini, tim menemukan bahwa kepadatan menurun di dekat pusat Bintik Dingin untuk galaksi yang menari di sekitar Cosmos sekitar 11,1 miliar tahun setelah awal Big Bang-nya.

Supervoid yang Dr. Szapudi dan rekan-rekannya percaya menjelaskan Bintik Dingin, kira-kira bulat, meskipun struktur internalnya mungkin sedikit lebih rumit dan kompleks, mengandung filamen serta rongga yang lebih kecil. Dr. Szapudi dan rekan-rekannya menghitung bahwa supervoid – yang mungkin terbesar yang pernah ditemukan – memanjang sekitar 900 juta tahun cahaya. Dr. Szapudi dan timnya berpikir bahwa ini adalah bukti paling jelas yang pernah disajikan bahwa memang ada supervoid yang dengan kuat memberikan pengaruh pada CMB radiasi.

Namun, masih ada pertanyaan yang belum terjawab. Salah satu yang tidak diketahui adalah kekuatan pengaruh supervoid pada CMB. Perhitungan pertama untuk supervoid, bahwa Dr Szapudi dan rekan-rekannya bekerja, gagal untuk sepenuhnya memperhitungkan penurunan yang signifikan dalam suhu CMB Cold Spot.

Ada juga pertanyaan penting kedua yang tak terjawab. Ketidaktahuan ini melibatkan prevalensi supervoid dalam tubuh yang hebat Web Cosmic. Jika survei yang lebih besar akhirnya menunjukkan bahwa supervoid semacam itu agak umum, maka satu-satunya supervoid akan menjadi penjelasan yang kurang mungkin untuk yang aneh dan misterius. Bintik Dingin.

Dr. Mark Neyrinck, seorang ahli kosmologi di Universitas Johns Hopkins di Maryland, menjelaskan pada 24 Juni 2014 secara daring Sky & Telescope bahwa penemuan ini adalah "(T) dia bukti yang paling jelas bahwa ada supervoid yang secara substansial mempengaruhi Latar Belakang Microwave Kosmik… Dengan sampel yang lebih besar, akan lebih jelas bahwa supervoid ini adalah satu-satunya benda di langit yang mampu membuat jejak besar seperti itu pada Cold Spot. "

Studi ini muncul dalam proses Konferensi Kosmologi Moriond(2014).

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *