Astronomlar Kainatın ilk beş dəqiqəsinin yeni sirlərini açır

Elm adamları Kainatın ilk beş dəqiqəsi ərzində əmələ gələn helium miqdarını görünməmiş bir dəqiqliklə ölçdülər və Böyük Partlayışdan qısa müddət sonra mövcud olan şərtlərin daha aydın mənzərəsini təqdim etdilər. Minnesota Qardaş Şəhərlər Universitetinin alimlərinin daxil olduğu beynəlxalq tədqiqat qrupu tərəfindən əldə edilən nailiyyət dəqiq kosmologiyada böyük irəliləyişi təmsil edir.

The Astrophysical Journal-da dərc olunan beş məqalədə təqdim olunan tapıntılar Böyük Dürbün Teleskopundan istifadə edərək 130 saatlıq müşahidələrə əsaslanır. Uzaq qalaktikaları təhlil edərək, tədqiqatçılar bu fundamental ölçüdə qeyri-müəyyənliyi cəmi 0,5%-ə endirib, əvvəlki təxminlərdən üç dəfə daha dəqiq olub.

Təkmilləşdirilmiş dəqiqlik elm adamlarına Kainatın mənşəyini araşdırmaq və fizikanın Standart Modelini sınaqdan keçirmək üçün güclü yeni alət təqdim edir. Bu cür fundamental sınaqların elmi anlayışı inkişaf etdirməsi və texnoloji nailiyyətlərə töhfə verməsi uzun tarixə malikdir.

Minnesota Universitetinin Elm və Mühəndislik Kollecinin Fizika və Astronomiya Məktəbinin görkəmli professoru Evan Skillman, "Bu, böyük miqyaslı fizika təcrübəsidir və mənim bütün 40 illik karyeramdakı ən böyük tapıntılardan biridir" dedi. "Bu, Kainatımızın ilk beş dəqiqəsində bizə xüsusi olaraq şərtləri izah edən fundamental rəqəmdir. O, Fizikanın Standart Modeli ilə birbaşa danışan diaqnostik gücə malikdir."

Big Bang nəzəriyyəsinə görə, Kainat təxminən 13,8 milyard il əvvəl qeyri-adi dərəcədə isti, sıx bir vəziyyətdən genişlənməyə başladı. Üç əsas dəlil xətti bu izahı dəstəkləyir: Kainatın davamlı genişlənməsi, kosmik mikrodalğalı fon radiasiyası və onun ən erkən anlarında əmələ gələn helium və deyterium kimi yüngül elementlərin miqdarı.

Kosmik genişlənmə və mikrodalğalı fon geniş şəkildə öyrənilsə də, ilkin heliumun ölçülməsinə tarixən daha az diqqət yetirilmişdir. Onun ilkin bolluğunu daha dəqiq müəyyən etmək tədqiqatçılara Kainatın cəmi bir neçə dəqiqəlik yaşı olanda hökm sürən fiziki şəraiti araşdırmaq imkanı verir.

Yeni dəqiqlik səviyyəsinə nail olmaq üçün komanda ibtidai heliumu qiymətləndirmək üçün ənənəvi metoddan uzaqlaşdı. Bu yanaşma çoxlu sayda qalaktikaların müşahidəsini və nəticələrin ekstrapolyasiyasını ehtiva edir ki, sonrakı ulduz nəsilləri kimyəvi tərkibini dəyişməzdən əvvəl nə qədər helium var idi.

Əvəzində tədqiqatçılar 15 qeyri-adi, kiçik, uzaq qalaktikaları seçdilər. Bu qalaktikalar nisbətən az kimyəvi təkamül keçirmiş və onları Kainatın ilkin tərkibinə dair ipuçlarını saxlayan qiymətli kosmik “zaman kapsulları” halına gətirmişdir.

Komanda 10-dan çox helium spektral xəttini və 15 hidrogen xəttini eyni vaxtda yoxlamaq üçün Ohayo Dövlət Universitetində hazırlanmış mürəkkəb spektroqraflardan istifadə edib. Bu siqnalların birlikdə tədqiqi əvvəlki tədqiqatların böyük ölçüdə nəzərdən qaçıra biləcəyi incə ölçmə xətalarının mənbələrini müəyyən etməyə və düzəltməyə imkan verdi.

Tədqiqatçılar qeyri-müəyyənliyi 1%-dən aşağı azaltmağa çalışarkən belə kiçik təsirlər xüsusilə əhəmiyyətli olur. Onların uçotu yeni 0,5% dəqiqliyə nail olmaq üçün vacib idi.

Ohayo Dövlət Universitetinin İncəsənət və Elmlər Kollecinin Astronomiya üzrə görkəmli professoru Richard Pogge, "MODS spektroqraflarının konsepsiyadan səmada ilk işığa qədər qurulması 12 il çəkdi" dedi. "Bu, onları etmək üçün hazırladığımız layihə növüdür və onların çatdırılmasını görmək çox məmnundur. Kainatımız haqqında fundamental nəyisə ölçən alətlərin yaradılmasına hər gün kömək edə bilməzsiniz."

Kainatın ən erkən kimyəvi tərkibinin təxminlərini dəqiqləşdirməkdən əlavə, yeni ölçü fizikanın Standart Modelinin mühüm testini təmin edir. Böyük Partlayışdan qısa müddət sonra yaranan heliumun miqdarı o zamankı fiziki şəraitdən, o cümlədən mövcud elementar hissəciklərin növlərindən asılıdır.

Dəqiq helium ölçmələrindən istifadə edərək, tədqiqatçılar ilk kainatdakı neytrino ailələrinin sayını hesablaya bildilər. Neytrinolar son dərəcə yüngül atomaltı hissəciklərdir və onların davranışı alimlərin fundamental fizikanı başa düşmələrində mühüm rol oynayır.

Nəticələr Böyük Partlayış üçün mövcud dəlilləri gücləndirməkdən daha çox şey edir. Onlar həmçinin qurulmuş fiziki nəzəriyyələrin Kainatı ilk bir neçə dəqiqə ərzində dəqiq təsvir edib-etmədiyini yoxlamaq üçün daha dəqiq üsul təklif edirlər.