Największe zagadki fizyki [cz. 5]. Wrzeszczący wszechświat

Wszechświat badamy przeróżnymi metodami. Mamy do dyspozycji potężne teleskopy z niezwykle czułymi urządzeniami pomiarowymi. Czasami zdarza się, że niebo przesłaniają chmury i nie możemy dokonać obserwacji. A czasami na przeszkodzie staje coś znacznie bardziej tajemniczego niż ziemska atmosfera.

"W kosmosie nikt nie usłyszy twojego krzyku". Popularny cytat z filmu "Alien" wydaje się szczególnie pasować do zjawiska wykrytego 4 lata temu przez zespół Alana Koguta. Nikt go nie usłyszy, bo zostanie zagłuszony przez "wrzeszczący wszechświat". A właściwie syczący, choć słowo "ryk: pasuje znacznie lepiej do skali efektu.

Program ARCADE powołano do życia w celu zbadania temperatury (oraz jej wpływu na wszechświat) pierwszych gwiazd i galaktyk, które pojawiły się po Wielkim Wybuchu. Centrum badań znajduje się w Goddard Space Flight Center. Głównym narzędziem pomiarowym ARCADE jest satelita balonowy przedstawiony na wizualizacji poniżej oraz na zdjęciu na końcu. Wysłano go na wysokość 37 kilometrów, by tam zbierał dane między innymi na temat promieniowania reliktowego owych gwiazd oraz sygnałów wskazujących na ich ewentualną anihilację.

Badany obszar był dość duży, co widać na zdjęciu otwierającym - obejmował około 7% nieba (przez środek grafiki przebiega Droga Mleczna). Na pokładzie zamontowano 7 radiometrów schłodzonych za pomocą ciekłego helu do temperatury -270°C. Dzięki temu satelita jest w stanie wykrywać różnice temperatury rzędu 1/1000 stopnia względem tła.

W lipcu 2009 r. pomiary dostarczyły zadziwiających wyników. W przestrzeni kosmicznej odkryto niezwykle intensywny syk/szum radiowy. Tego typu zjawiska nie są niczym zaskakującym, ale ten konkretny sygnał był 6 do 10 razy silniejszy niż przewidywano. Jest on znacznie "głośniejszy" niż łączony sygnał wszystkich znanych galaktyk radiowych. Nikt nie wie, co może być jego źródłem ani kiedy dokładnie się pojawił. Zespół naukowców pracujących przy projekcie ARCADE ochrzcił go mianem "Kosmiczny ryk", gdyż uniemożliwia dalsze obserwacje badanego spektrum kosmosu. Na wizualizacji powyżej przedstawia go biała smuga na samej górze.

Ryk pochodzi z bardzo odległych krańców kosmosu. Tak jak wspomniałem wcześniej, radiowy szum jest generowany przez wiele obiektów we wszechświecie. Nawet Droga Mleczna jest źródłem tego zjawiska (odkryty przez Karla Jansky'ego w 1931 r.).

We wszechświecie dzieje się coś nowego i niezwykłego - Alan Kogut.

Analiza ryku dostarczyła więcej pytań niż odpowiedzi. Wykluczono wszelkie znane źródła, w tym gaz znajdujący się na krańcach naszej galaktyki. Wiemy jedynie, że jest bardzo, bardzo stary (pamiętajmy, że podróżuje on z prędkością światła) i pochodzi prawdopodobnie z tego samego okresu co gwiazdy i galaktyki, które miały zostać zbadane przez ARCADE.

W tym dokumencie znajdziecie dogłębne opracowanie metodologii zastosowanej przez zespół ARCADE oraz analizę kosmicznego ryku. Dowiecie się z niego, że odkrycie zostało potwierdzone przez inne instrumenty (FIRAS) i że wykluczono wszystkie możliwe źródła, włącznie z błędami pomiaru. Zwróćcie uwagę na wykres na stronie 2, na którym widać, o ile silniejszy jest wykryty sygnał od tła.

Od czasu wykrycia ryku minęło już kilka lat. Strona projektu ARCADE wydaje się martwa, a badania zawieszone. Czy dowiemy się czegoś nowego o tym dziwnym zjawisku? Mam taką nadzieję!