Nowy album początków Wszechświata

11 lutego 2003 roku Amerykańska Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej NASA przedstawiła najlepsze z dotychczas wykonanych zdjęć Wszechświata (z satelity WMAP) uchwyconego w swym niemowlęctwie, zaledwie kilkaset tysięcy lat po jego początku. Obrazy jakie zostały zaprezentowane na konferencji prasowej zawierają niezwykłe mnóstwo szczegółów i mogą stać się najważniejszym wynikiem naukowym ostatnich lat!

Wiemy, że Wszechświat jest wypełniony promieniowaniem mikrofalowym o długości fali ok. 1 mm, które niesie informacje o najdawniejszych epokach Wszechświata możliwych dziś do obserwacji. Promieniowanie to zwane mikrofalowym promieniowaniem tła zostało wyemitowane jakieś 380 000 lat po Wielkim Wybuchu a dzisiaj możemy podziwiać jego obraz zarejestrowany przez satelitę WMAP. Zdjęcie poniżej przedstawia mapę temperatury promieniowania tła, mającego średnią temperaturę ok.2,73 K, na której widać drobne fluktuacje w postaci obszarów cieplejszych (czerwone) i chłodniejszych (niebieskie), gdzie różnice w temperaturze tychże plamek względem średniej są rzędu 0,00001 K. Najistotniejsze jest to, że fluktuacje te zawierają bogactwo wiedzy o Wszechświecie, m.in. o tym, z jakich rodzajów materii się składa i jaka była historia jego rozwoju, aż do utworzenia galaktyk, a w jednej z nich my dzisiaj, jakieś 14 mld lat po Wielkim Wybuchu, żyjemy.

Dzięki misji satelity WMAP okazało się, że Wszechświat składa się w ok.4% ze zwykłej materii w postaci atomów, która jest budulcem wszystkich ciał spotykanych na codzień, w ok.23% z materii innego typu, nie zawierającej protonów i neutronów, zwanej ciemną materią, którą można wykryć tylko za pomocą jej działania grawitacyjnego na inne ciała oraz w ok.73% z zupełnie zagadkowej formy energii zwanej ciemną energią, która działa odpychająco na wszystkie ciała, powodując coraz szybsze rozszerzanie się Wszechświata.

Misja WMAP przyniosła określenie wieku Wszechświata na 13,8 mld lat. Promieniowanie tła, które dzisiaj odbiera WMAP wysłane zostało przez materię 380 tys. lat po Wielkim Wybuchu, a pierwsze gwiazdy powstały z wodoru i helu już 200 mln lat po Wielkim Wybuchu, znacznie wcześniej niż sądzono do tej pory. Zaprezentowane dane gromadzone były przeszło rok, a jeszcze trzy lata pracy satelity przed nami. Precyzja pomiarów jest bardzo wysoka, co widać gdy porównamy uzyskane obrazy fluktuacji promieniowanie tła z tymi otrzymanymi przez ich odkrywcę - satelitę COBE w 1992 roku (patrz rysunek).

Satelita pierwotnie zwany MAP, którego nazwę zmieniono na WMAP, aby uczcić jednego z twórców projektu, prof. Davida Wilkinsona z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Princeton, zmarłego we wrześniu 2002 roku, został wystrzelony na orbitę 30 czerwca 2001 roku. Nie jest to jednak standardowa orbita wokółziemska, lecz stanowisko w tzw. punkcie Lagrange'a L2, znajdującym się dokładnie po przeciwnej stronie Ziemi niż Słońce i odległym od Ziemi o 1,5 mln km (100 razy bliżej Ziemi niż Słońce). WMAP to duży satelita - waży 840 kg i jest wysoki na 3.8 m! Dołączony rysunek przedstawia satelitę na stanowisku obserwacyjnym. W tle dostrzegamy Ziemię, Księżyc i Słońce. Złocisty satelita zaopatrzony jest w kolistą osłonę przeciwsłoneczną, chroniącą bardzo wrażliwe na wysoką temperaturę detektory.

Misja satelity wydaję się być pełnym sukcesem i trzeba czekać na jej dalsze wyniki, które zapowiadają się niezwykle obiecująco. Koordynator projektu, dr Charles L. Bennett z NASA Goddard Space Flight Center powiedział: Uchwyciliśmy dopiero co narodzony Wszechświat z doskonałą ostrością i przy pomocy tego portretu możemy opisywać Wszechświat z niespotykaną dotąd precyzją. Uzyskane dane są pewną i zasobną kopalnią wiedzy o Wszechświecie.

12 lutego 2003
Źródło | oprac. J.Guzik


W odpowiedzi na kontrowersje:

W liście do naszego portalu, dr Stanisław Ryś z Obserwatorium Astronomicznego UJ zwrócił uwagę, że mapa mikrofalowego promieniowania tła przedstawiona przez naukowców analizujących dane z satelity WMAP, którą zaprezentowano na stronie http://map.gsfc.nasa.gov/m_or.html z podpisem "COBE", a następnie reprodukowano w naszym portalu, nie jest mapą wykonaną przez satelitę COBE 10 lat temu, wbrew treści podpisu pod rysunkiem. Może to być mapa wykonana przez WMAPa a następnie poddana obróbce w celu uzyskania zdolności rozdzielczej odpowiedniej dla satelity COBE (kilka stopni na niebie). Oryginalną mapę COBE można znaleźć na stronie http://space.gsfc.nasa.gov/astro/cobe/cmb_fluctuations_big.gif. Podpisanie w ten sposób przedstawionych map byłoby w tej sytuacji nadużyciem wykonanym dla potrzeb lepszej prezentacji medialnej wyników uzyskanych przez WMAP.

W związku z pojawieniem się tych kontrowersji wokół porównania wyników COBE i WMAP pragnęliśmy wyjaśnić sprawę u źródła tzn. u osób odpowiedzialnych za wyniki WMAP. Na początku marca napisaliśmy list elektroniczny w tej sprawie do członków Zespołu Naukowego WMAP (Science Team) w tym do dr Davida Spergela (Uniwersytet Princeton) oraz dr Gary Hinshawa (NASA), jednak do tej pory nie uzyskaliśmy odpowiedzi. W związku z niemożnością weryfikacji informacji u autorów nie sposób jednoznacznie rozstrzygnąć podniesionych wątpliwości związanych z porównaniem wyników COBE i WMAP.

Jacek Guzik, 17 marca 2003

Liczba odsłon: 1283