Przeskocz do treści

Delta mi!

Prosto z nieba

Włókna i pustki

Michał Bejger

o artykule ...

  • Publikacja w Delcie: styczeń 2014
  • Publikacja elektroniczna: 1 stycznia 2014
  • Autor: Michał Bejger
    Notka biograficzna: Profesor Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN. Członek zespołu naukowego Virgo (Virgo-POLGRAW), który w lutym 2016 r. odkrył fale grawitacyjne.
obrazek

ESA and the Planck Collaboration

Niezwykle precyzyjne obserwacje satelity Planck kreślą obraz Wszechświata, w którym głównym składnikiem jest tajemnicza ciemna energia ( 68;3% całkowitej gęstości masy/energii) oraz równie tajemnicza, nieoddziałująca elektromagnetycznie ciemna materia |(26;8%) ; zwykła materia stanowi tylko 4;9% całkowitej gęstości.

Nasz Wszechświat jest również bardzo płaski, a jego średnia gęstość to |10−29g/cm3, co odpowiada sześciu protonom na metr sześcienny. Wszechświat może się więc wydawać prawie kompletnie pusty, a przynajmniej ubogi w znaną z codziennego doświadczenia materię. Jaka jest jego struktura? W skalach większych od "ludzkich" (∼ m) materia grupuje się w gwiazdy ( ≃ 106 km), te w galaktyki ( ≃ 1018 km, czyli |30 kpc w przypadku Drogi Mlecznej), a te z kolei w gromady galaktyk ( 1− 10 Mpc). Supergromady, czyli gromady gromad tworzą gigantyczne struktury zwane włóknami (filamentami) o rozmiarach rzędu 100 Mpc, które zawierają praktycznie całą świecącą materię skupioną w gwiazdach. Pomiędzy włóknami znajdują się pustki; jedną z nich jest gigantyczna superpustka w kierunku gwiazdozbioru Erydanu, odkryta w danych satelity WMAP i potwierdzona przez Plancka. Obserwowane struktury są wynikiem pierwotnych fluktuacji w bardzo wczesnym etapie życia Wszechświata. Materia, wtedy mieszanina elektronów, barionów i fotonów, zapadała się grawitacyjnie w obszarach gęstszych przy współudziale ciemnej materii i w obecności promieniowania. W ten sposób prawie jednorodny rozkład materii zmienił się w obecnie obserwowaną sieć włókien i pustek. Powstające w trakcie tego procesu fale dźwiękowe (akustyczne oscylacje barionowe) pozostawiły swój ślad na "sferze ostatniego rozproszenia" w czasie rekombinacji plazmy w atomy wodoru (ok. 400 tys. lat po Wielkim Wybuchu, przy przesunięciu ku czerwieni z ≃ 1000 ), dlatego też do badania wielkich struktur używa się obserwacji mikrofalowego promieniowania tła.

Mniejsza niż średnia gęstość rozkładu materii odpowiada obszarom chłodniejszym, czyli pustkom; miejsca cieplejsze są związane z włóknami.

Mamy nadzieję, że analiza niebieskich i czerwonych plamek na mapie stworzonej przez zespół Plancka będzie jeszcze przez długi czas źródłem interesujących odkryć.