Το διαστημικό νέφος νερού αποκαλύπτει τη θερμοκρασία του σύμπαντος πριν από 13 δισεκατομμύρια χρόνια

Η θερμοκρασία του σύμπαντος μόλις 880 εκατομμύρια χρόνια μετά τη Μεγάλη Έκρηξη έχει μετρηθεί από τους αστρονόμους. Αυτό ήταν δυνατό χάρη σε ένα διαστημικό νέφος νερού που, περίπου 12,9 δισεκατομμύρια χρόνια πριν, απορρόφησε λίγο φως από το Κοσμικό Φόντο Μικροκυμάτων (CMB) – το πρώτο φως που μπορεί να κινείται ελεύθερα στο Σύμπαν.

Η μέση θερμοκρασία του παρατηρήσιμου σύμπαντος που προέρχεται από το CMB είναι σήμερα περίπου 2,73 Kelvin (-270,42 °C /-454,756 °F), μόλις λίγους βαθμούς πάνω από το απόλυτο μηδέν. Το σύμπαν ξεκίνησε σε μια καυτή πυκνή κατάσταση και από τότε ψύχεται.

Όπως αναφέρεται στο περιοδικό Nature, η θερμοκρασία πριν από 880 εκατομμύρια χρόνια υπολογίζεται τώρα ότι είναι μεταξύ 16,4 και 30,2 Kelvin.

Αυτό είναι σύμφωνο με μια θερμοκρασία 20 Kelvin που είχε προβλεφθεί για το σύμπαν εκείνη την εποχή από το Καθιερωμένο Μοντέλο της Κοσμολογίας, την κορυφαία θεωρία μας για το πώς λειτουργεί το σύμπαν σε μεγάλη κλίμακα. Απαιτεί την ύπαρξη δύο μυστηριωδών συστατικών:της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας, τα οποία έχουν μετρήσιμα αποτελέσματα που μπορούμε να δούμε, αλλά οι αστρονόμοι προς το παρόν δεν μπόρεσαν να αποδείξουν ότι υπάρχουν.

Εναλλακτικές θεωρίες και τροποποιήσεις μπορούν μερικές φορές να προβλέψουν διαφορετικές θερμοκρασίες για διαφορετικούς χρόνους. Μερικά από αυτά έχουν διαφορετικούς τύπους σκοτεινής ενέργειας - σε άλλα, η σκοτεινή ενέργεια δεν υπάρχει. Αυτή είναι η πιο μακριά στο χρόνο που έχει μετρηθεί η θερμοκρασία και επιτρέπει στους ερευνητές να αφαιρέσουν ορισμένες από τις πιθανές εναλλακτικές εξηγήσεις.

«Εάν υπήρχαν οποιεσδήποτε αποκλίσεις από τις αναμενόμενες τάσεις, αυτό θα μπορούσε να έχει άμεσες συνέπειες για τη φύση της φευγαλέας σκοτεινής ενέργειας». Ο Dominik Riechers, ο κύριος συγγραφέας του Πανεπιστημίου της Κολωνίας, δήλωσε σε μια δήλωση.

Το εν λόγω σύννεφο βρίσκεται στον γαλαξία HFLS3 με αστρική έκρηξη και οι παρατηρήσεις ήταν δυνατές χάρη στη συστοιχία τηλεσκοπίων IRAM NOEMA στις γαλλικές Άλπεις. Αυτό είναι ένα ραδιοπαρατηρητήριο που μπορεί να μελετήσει το σύμπαν σε χιλιοστά μήκη κύματος, ιδανικό για τον προσδιορισμό τέτοιων σημάτων.

Τα φωτόνια (σωματίδια φωτός) του CMB εκείνη την εποχή ήταν ακόμα αρκετά ενεργητικά ώστε να αλληλεπιδρούν με τα μόρια του νερού δημιουργώντας ένα τέτοιο σήμα. Καθώς το σύμπαν επεκτάθηκε, τα φωτόνια CMB έχουν χάσει ενέργεια και έτσι δεν μπορούν πλέον να δημιουργήσουν τέτοιες αλληλεπιδράσεις.

Η ομάδα ελπίζει ότι αυτή η πρώτη μακρινή μέτρηση θα είναι η πρώτη από τις πολλές.

«Αυτή η νέα τεχνική παρέχει σημαντικές νέες γνώσεις για την εξέλιξη του σύμπαντος και μας δείχνει ότι το σύμπαν στα σπάργανά του είχε κάποιες ασυνήθιστες ιδιότητες εντελώς διαφορετικές από τις σημερινές», δήλωσε ο συν-συγγραφέας Fabian Walter, από το Max Planck Institute for Astronomy. /P>