Последствия Большого взрыва - момент, когда наша вселенная взорвалась около 13, 8 миллиардов лет назад, - были немного антиклиматичными.
После всего этого, вселенная была холодной и темной в течение довольно долгого времени, полной радиации и облаков водородного газа. Звезды появились только через миллионы лет, момент, названный Космическим Рассветом. Теперь, сообщает Ханна Девлин из The Guardian, исследователи обнаружили сигналы от тех самых первых звезд, которые они считают. Если находка подтвердится, она может дать ученым возможность заглянуть в древние источники Вселенной.
Как сообщает Сара Каплан из The Washington Post, свет от этих звезд слишком слабый, чтобы его можно было увидеть в телескоп. Но ученые предположили, что, когда первые звезды подмигнули, мерцающие шарики света будут взаимодействовать с остаточной радиацией Большого взрыва, оставляя неизгладимый след. А в 1999 году астрофизики предположили, что этот очень слабый сигнал может быть обнаружен. Тщательно изучив это фоновое излучение, известное как Космический микроволновый фон (CMB), они поверили, что могут найти провал в спектре от ранних вспышек света.
Однако найти этот сигнал было непросто. Было предсказано, что он находится прямо посреди радиоволн FM, что означает, что наземные радиопередачи и другие естественные сигналы могут легко подавить слабый провал. Согласно пресс-релизу, чтобы пробиться сквозь помехи, исследователи использовали EDGES (Эксперимент по обнаружению глобальной подписи EoR), небольшую, очень точную антенну в форме стола, расположенную в Западной Австралии.
По сути, антенна поглощает доступные радиоданные, которые затем исследователи могут тщательно просеять. Как сообщает Каплан, Питер Курчински, директор программы Национального научного фонда, уподобляет процесс включению всех радиостанций, кроме одной, а затем поиску пропавшей станции. «Команда должна собирать радиоволны, а затем искать сигнал, который составляет около 0, 01% загрязняющего радиошума, исходящего из нашей собственной галактики», - говорит Девлин, космолог из Университетского колледжа Лондона. «Это территория иголки в стоге сена».
(Н.Р. Фуллер / Национальный научный фонд) После отсеивания громких и близких сигналов, команда действительно нашла то, что искала - падение длины волны, которое предполагало, что Космический Рассвет произошел примерно через 180 миллионов лет после Большого Взрыва. В течение двух лет они искали альтернативные объяснения и переставляли антенну EDGES, чтобы проверить точность своих измерений. Но они пришли к такому же выводу: они видели сигналы от первых вспышек в нашей вселенной. Они опубликовали свою находку на этой неделе в журнале Nature .
Ведущий автор Джадд Боуман, астрофизик из Университета штата Аризона, говорит Каплану, что эти ранние звезды сильно отличались от нашего Солнца и других современных звезд. Звезды были синими и горели быстро, состоящие из единственных элементов ранней вселенной - гелия и водорода. В конце концов, звезды взорвались и создали более тяжелые элементы, такие как кислород и углерод, ингредиенты, необходимые для жизни. «Эти звезды сделали семена для всего, что из них вышло», - говорит он. «Это как удобрение на поле, в каком-то смысле. Вы не можете вырастить зерновые культуры, не помещая правильные компоненты в соединение. Вот что сделали эти звезды ».
Падение сигнала сильно отличалось от ожидаемого исследователями. На самом деле, он был вдвое больше, чем предлагали модели. По словам Девлина, это означает, что изначальный водород поглощал вдвое больше радиации, чем предполагалось, и ранняя Вселенная была, вероятно, даже холоднее, чем предполагалось, примерно -454 по Фаренгейту.
За помощью в интерпретации находки они обратились к астрофизику Тель-Авивского университета Реннану Баркана. В сопутствующем исследовании он утверждает, что несоответствие может быть объяснено темной материей, теоретическим типом материи, который помогает объяснить наши наблюдения вселенной. Баркана утверждает, что взаимодействие темной материи с нормальной материей может объяснить радиосигнал.
Гарвардский астроном Линкольн Гринхилл, анализируя Природу, предупреждает, что находка нуждается в дальнейшем подтверждении. Но это может иметь огромное значение, позволяя астрономам наносить на карту трехмерную структуру вселенной и давая новое понимание этих ранних темных веков. Это может даже помочь исследователям, наконец, разгадать тайну того, чем на самом деле является темная материя.
