Σημαντικές νέες μετρήσεις του κοσμικού
υποβάθρου μικροκυμάτων (CMB), υποστηρίζουν την
ιδέα μιας πρόωρης "πληθωριστικής" εποχής
κατά τη διάρκεια της οποίας ο αισθητός κόσμος,
επεκτάθηκε με ταχύτητα πάνω από την ταχύτητα του
φωτός και μικροσκοπικές κβαντικές διακυμάνσεις,
στην πυκνότητα της ύλης, ενισχύθηκαν
δημιουργώντας πολύ μεγαλύτερες δομές. Αυτές οι
δομές αποτυπώνονται στο CMB ως εξασθενημένες
μεταβολές στη θερμοκρασία, στις περιοχές του
ουρανού που αποτυπώνονονται στην περιοχή των
μικροκυμάτων. Το CMB, που αποτυπώνει το σύνολο των
ελεύθερων φωτονίων, όταν το διαστελλόμενο σύμπαν
έγινε αρκετά ψυχρό και επέτρεψε έτσι την ύπαρξη
των ουδέτερων ατόμων, είναι το πιό πρόωρο,
μεγαλύτερο, και το πιό απώτατο αισθητό πράγμα
σε όλη την επιστήμη.
Ο καλύτερος τρόπος να εξαχθούν
κοσμολογικές πληροφορίες από το CMB, είναι να
σχεδιαστεί η παρατηρηθείσα ένταση των
μικροκυμάτων σαν συνάρτηση της γωνιακής έκτασης
των περιοχών που συμβάλλει στο CMB. Το μοντέλο του
πληθωρισμού προβλέπει ότι αυτό το φάσμα πρέπει
να περιέχει διάφορες αιχμές. Η πρώτη αιχμή, σε μια
γωνιακής έκταση περίπου 1 βαθμό (περίπου δύο
φορές της γωνιακής έκτασης του φεγγαριού),
αντιστοιχεί στoυς μεγαλύτερους όγκους της ύλης
στο αρχέγονο πλάσμα κατά τον χρόνο του CMB (περίπου
400.000 έτη μετά από το Big Bang). Οι επόμενες αιχμές
πρέπει να αντιστοιχούν σε όγκους που είχαν
ενωθεί κάτω από την δράση της βαρύτητας αλλά
είχαν μετά αναπηδήσει προς τα έξω, λόγω της
πίεσης της ακτινοβολίας, και αργότερα ακόμα
είχαν συμπυκνωθεί για μια δεύτερη ή τρίτη φορά,
κ.λπ.
Ένα έτος πριν τη συνεργασία Boomerang, η οποία
χρησιμοποίησε έναν ανιχνευτή πάνω σε ένα
μπαλόνι, που επιπλέει πάνω από την Ανταρκτική,
παρείχε ένα λεπτομερή χάρτη της πρώτης αιχμής
που, εκτός από την γωνιακής έκταση που μέτρησε σε
1 βαθμό της μοίρας το οποίο προβλέφθηκε από τον
πληθωρισμό, καθόρισε επίσης ότι η γενική
κυρτότητα του σύμπαντος ήταν μηδέν. Αλλά μετά το
Boomerang, και μια άλλη ομάδα ανιχνευτών, το Maxima, είδε
πενιχρές αποδείξεις οποιωνδήποτε άλλων αιχμών,
και αυτό μπέρδεψε τους αστρονόμους.
Όλο αυτό το σκηνικό άλλαξε όμως στις 30
Απριλίου 2001, στην συνεδρίαση της Αμερικανικής
Εταιρείας της Φυσικής (APS) στην πολιτεία
Ουάσιγκτον, όπου η ομάδα Degree Angular Scale Interferometer (DASI),
που φιλοξενεί τον ανιχνευτή μικροκυμάτων της στη
στέγη του σταθμού του Νότιου Πόλου( NSF),
παρουσίασε στέρεα στοιχεία για μια δεύτερη και
τρίτη αιχμή. Τα αποτελέσματα της DASI ήταν κατά ένα
μεγάλο μέρος σε συντονισμό με την παρουσίαση του
Boomerang στη συνεδρίαση. Το Boomerang χρησιμοποίησε
έναν νέο τύπο ανάλυσης και ανέφερε 14 φορές
περισσότερα στοιχεία από πέρυσι.
Τα φάσματα των μικροκυμάτων και για τις
δύο ομάδες ήταν παρόμοια, όπως ήταν οι τιμές των
διάφορων κοσμολογικών παραμέτρων. Παραδείγματος
χάριν, η θέση της πρώτης αιχμής παράγει τη
συνολική ενέργεια του σύμπαντος (μια παράμετρος,
που δείχνεται με το γράμμα Ω (ωμέγα), που εκφράζει
το κλάσμα της κρίσιμης πυκνότητας που απαιτείται
για τη διακοπή της κοσμολογικής διαστολής). Το
Boomerang και η DASI βρήκαν τις τιμές 1.03 και 1.04,
αντίστοιχα, με μια περίπου αβεβαιότητα 6%.
Συγκρίνοντας το ύψος των πρώτων και δεύτερων
αιχμών, μπορεί κάποιος να υπολογίσει το
αναμενόμενο ποσοστό όλης της ενέργειας στο
σύμπαν που υπάρχει υπό μορφή συνηθισμένης ύλης
(των βαρυονίων). Αυτό αποδεικνύεται περίπου 5% και
για τις δύο ομάδες, ένα γεγονός που συμφωνεί καλά
με τις θεωρητικές προβλέψεις που γίνονται από
την ανεξάρτητη θεωρία "big bang
νουκλεοσύνθεση".
Είναι πιό δύσκολο να βρεις άλλες
κοσμολογικές παραμέτρους, όπως το ποσοστό της
ενέργειας υπό μορφή σκοτεινής ύλης ή της
σκοτεινής ενέργειας (ενέργεια που κρύβεται στο
κενό και είναι αρμόδια για την πρόσφατα
ανακαλυμμένη καθαρή επιτάχυνση στην κοσμολογική
διαστολή). Οι νέες μετρήσεις του CMB προτείνουν
τιμές περίπου 30% και 65%, αντίστοιχα, πάλι σύμφωνα
με τις πρόσφατες προσδοκίες.
Τα νέα αποτελέσματα του Maxima, που
παρουσιάστηκαν σε αυτή τη συνεδρίαση δεν είχαν
σχεδόν το ίδιο σχετικά βάρος των άλλων δύο
ομάδων, αλλά ήταν γενικά συνεπή. Η τριπλή
συμφωνία έφερε μια μεγάλη επιδοκιμασία από το
ακροατήριο των αστρονόμων, πρόθυμων να
διευκρινίσουν τα μυστήρια του πρόωρου σύμπαντος.
Όπως σημείωσε ο κοσμολόγος Μichael Turner από το
Πανεπιστήμιο του Σικάγο, παρατήρησε ότι η
ανακάλυψη του τελευταίου έτους της πρώτης αιχμής
των μικροκυμάτων, αποτέλεσε την πρώτη μεγάλη
δικαίωση για το μοντέλο του πληθωρισμού και ότι
αυτή η νέα ανακάλυψη των άλλων αιχμών ήταν η
δεύτερη μεγάλη δικαίωση. Ο τρίτος τύπος των
στοιχείων, είπε ο Turner, θα ήταν η ανίχνευση των
κυμάτων βαρύτητας πριν από τον χρόνο των
μικροκυμάτων του κοσμικού υποβάθρου (CMB).
