Kredit gambar: NSF
Ahli astronomi dari Yayasan Sains Nasional dan Caltech telah mencipta gambar paling terperinci yang pernah dibuat dari cahaya tertua yang dipancarkan oleh Alam Semesta. Pasukan ini menggunakan Cosmic Background Imager, sebuah kumpulan pengesan gelombang mikro sensitif di padang pasir Chili, untuk mengumpulkan cahaya yang telah menempuh perjalanan 14 bilion tahun untuk mencapai Bumi; ini menunjukkan kepada kita Alam Semesta yang baru berusia 300.000 tahun, sama seperti benih jirim mula terbentuk, akhirnya menjadi galaksi, bintang, planet, dan kita.
Ahli astronomi yang beroperasi dari dataran tinggi terpencil di padang pasir Chili telah menghasilkan gambar paling terperinci yang pernah dibuat dari cahaya tertua yang dipancarkan oleh alam semesta, memberikan pengesahan bebas mengenai teori kontroversi mengenai asal jirim dan tenaga.
Mendorong had teknologi yang ada, Cosmic Background Imager (CBI) yang dibiayai oleh National Science Foundation (NSF) dan California Institute of Technology (Caltech) mengesan variasi minit dalam latar belakang gelombang mikro kosmik, radiasi yang telah mengembara ke Bumi lebih dari 14 bilion tahun. Peta turun naik menunjukkan tentatif benih jirim dan tenaga pertama yang kemudiannya akan berkembang menjadi gugusan beratus galaksi.
Pengukuran juga memberikan bukti bebas untuk teori inflasi yang telah lama diperdebatkan, yang menyatakan bahawa alam semesta mengalami pengembangan yang ganas pada momen mikro pertamanya. Setelah kira-kira 300,000 tahun ia cukup sejuk sehingga benih jirim dapat terbentuk dan menjadi "telus," sehingga cahaya dapat menembus. CBI memerhatikan sisa-sisa radiasi awal itu. Data tersebut juga membantu para saintis mempelajari lebih lanjut mengenai daya tolakan yang disebut "tenaga gelap" yang tampaknya menentang graviti dan memaksa alam semesta untuk mempercepat dengan kadar yang semakin meningkat.
"Ini adalah penyelidikan asas yang terbaik dan paling menarik," kata Pengarah NSF Rita Colwell. “Setiap gambaran baru dari alam semesta awal menyempurnakan model kita bagaimana semuanya bermula. Sama seperti alam semesta tumbuh dan menyebar, pengetahuan umat manusia mengenai asal usul kita sendiri terus berkembang, berkat kepakaran teknikal dan ketekunan para saintis seperti ini. "
"Kami telah melihat, untuk pertama kalinya, benih yang menghasilkan gugusan galaksi, sehingga meletakkan teori pembentukan galaksi pada landasan pengamatan yang tegas," kata ketua pasukan Anthony Readhead dari Caltech. "Pengamatan resolusi tinggi yang unik ini memberikan satu set ujian kritikal kosmologi baru, dan memberikan bukti baru dan bebas bahawa alam semesta itu rata dan dikuasai oleh bahan gelap dan tenaga gelap."
Readhead, bersama rakan-rakan Caltech Steve Padin dan Timothy Pearson serta yang lain dari Kanada, Chile dan Amerika Syarikat, menghasilkan pengukuran terbaik hingga kini mengenai latar belakang gelombang mikro kosmik. Latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) adalah catatan foton pertama yang melarikan diri dari alam semesta yang cepat menyejuk dan menyatu kira-kira 300,000 tahun selepas letupan kosmik yang dikenali sebagai Big Bang yang biasanya dipercayai telah melahirkan alam semesta.
Data dari CBI mengenai taburan suhu di CMB menyokong pengubahsuaian teori Big Bang; pengubahsuaian itu disebut teori inflasi. Inflasi menyatakan bahawa plasma panas alam semesta awal mengalami pengembangan yang melampau dan cepat dalam 10 -32 saat pertama. Variasi suhu yang diukur oleh CBI adalah sekecil 10 juta darjah.
Dengan merancang puncak penyebaran suhu, para saintis menunjukkan bahawa data CBI yang tepat sepenuhnya sesuai dengan inflasi dan mengesahkan penemuan sebelumnya oleh saintis lain. Pada bulan April 2000, sebuah pasukan pakar kosmologi antarabangsa yang diketuai oleh Caltech Andrew Lange mengumumkan bukti pertama yang meyakinkan bahawa alam semesta itu rata - iaitu, geometri sedemikian rupa sehingga garis selari tidak akan berkumpul atau menyimpang. Pasukan Lange mengamati pada frekuensi yang berbeza dari CBI, menggunakan belon ketinggian tinggi yang diterbangkan ke Antartika.
Sejak itu, dua pasukan lain - menggunakan kaedah bebas - telah mengungkapkan analisis mereka mengenai variasi suhu yang samar di antara gelombang mikro kosmik. Keempat instrumen telah melakukan pengukuran parameter yang tepat yang telah lama digunakan oleh ahli kosmologi untuk menggambarkan alam semesta awal. Setiap kumpulan data telah memberikan petunjuk baru untuk bentuk plasma embrio dan telah mendekatkan para saintis dengan jawapan pasti. NSF telah menyokong kerja keempat-empat pasukan dan instrumen mereka, beberapa di antaranya selama lebih dari 15 tahun.
Lima makalah mengenai data CBI diserahkan hari ini ke Astrophysical Journal untuk diterbitkan.
CBI terdiri daripada 13 interferometer yang dipasang pada platform berdiameter 6 meter, beroperasi pada frekuensi dari 26 GHz hingga 36 GHz. Terletak di padang pasir paling kering di dunia - Atacama - CBI memanfaatkan kelembapan rendah pada ketinggian 5,080 meter (16,700 kaki). NSF telah menyokong penyelidikan CBI sejak 1995. Majlis Sains dan Teknologi Nasional Chile menyediakan laman CBI.
Sumber Asal: Siaran Berita NSF
