ห้องสูญญากาศพิเศษที่เย็นจัดทำแบบจำลองของเอกภพยุคแรกและเกิดขึ้นพร้อมกับการค้นพบที่น่าสนใจเกี่ยวกับว่าสภาพแวดล้อมดูอย่างไรหลังจากบิกแบงเกิดขึ้นไม่นาน
โดยเฉพาะอะตอมจัดกลุ่มในรูปแบบที่คล้ายกับพื้นหลังไมโครเวฟของจักรวาลเชื่อว่าเป็นเสียงสะท้อนของการระเบิดอย่างรุนแรงที่ก่อให้เกิดจุดเริ่มต้นของจักรวาล นักวิทยาศาสตร์ได้ทำแผนที่ CMB ด้วยความละเอียดที่สูงขึ้นอย่างต่อเนื่องโดยใช้กล้องโทรทรรศน์หลายดวง แต่การทดลองนี้เป็นครั้งแรกที่แสดงให้เห็นว่าโครงสร้างวิวัฒนาการมาตั้งแต่ต้นเมื่อเราเข้าใจ
ทฤษฎีบิกแบง (เพื่อไม่ให้สับสนกับรายการโทรทัศน์ยอดนิยม) มีวัตถุประสงค์เพื่ออธิบายวิวัฒนาการของจักรวาล ในขณะที่ผู้เชี่ยวชาญหลายคนบอกว่ามันแสดงให้เห็นว่าจักรวาลมาจากอะไร "รูปแบบทางเอกภพที่สอดคล้องกันซึ่งอธิบายทฤษฎีไม่ได้บอกว่าจักรวาลมาจากไหน แต่จะเน้นไปที่การประยุกต์ใช้แบบจำลองฟิสิกส์ขนาดใหญ่สองแบบ (สัมพัทธภาพทั่วไปและแบบจำลองมาตรฐานของฟิสิกส์อนุภาค) อ่านเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Big Bang ที่นี่
CMB นั้นมีการกล่าวเพิ่มเติมว่ารังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่เติมเอกภพ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามันแสดงถึงเวลาที่เอกภพนั้นเล็กกว่าร้อนกว่าและหนาแน่นกว่าและเต็มไปด้วยไฮโดรเจนพลาสมา พลาสมาและรังสีรอบตัวมันค่อยๆเย็นลงเมื่อเอกภพโตขึ้น (ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ CMB อยู่ที่นี่) ในช่วงเวลาหนึ่งแสงจากพลาสมามีความหนาแน่นสูงจนจักรวาลทึบแสง แต่ความโปร่งใสเพิ่มขึ้นเมื่ออะตอมเสถียรก่อตัวขึ้น แต่ส่วนที่เหลือยังคงปรากฏอยู่ในช่วงไมโครเวฟ
งานวิจัยใหม่นี้ใช้อะตอม ultracold ซีเซียมในห้องสูญญากาศที่มหาวิทยาลัยชิคาโก เมื่อทีมระบายความร้อนด้วยอะตอมเหล่านี้ถึงหนึ่งในพันล้านองศาเหนือศูนย์สัมบูรณ์ (ซึ่งคือ -459.67 องศาฟาเรนไฮต์หรือ -273.15 องศาเซลเซียส) สิ่งก่อสร้างที่พวกเขาเห็นนั้นคล้ายกับ CMB มาก
ด้วยการดับ 10,000 อะตอมในการทดลองเพื่อควบคุมว่าอะตอมมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันอย่างรุนแรงเพียงใดพวกเขาสามารถสร้างปรากฏการณ์ที่พูดอย่างคร่าวๆคล้ายกับว่าคลื่นเสียงเคลื่อนที่ไปในอากาศอย่างไร
“ ที่อุณหภูมิเย็นเฉียบนี้อะตอมก็ตื่นเต้นด้วยกัน” เฉิงชินนักวิจัยฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยชิคาโกผู้เข้าร่วมการวิจัยกล่าว ปรากฏการณ์นี้ได้รับการอธิบายครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ชาวรัสเซีย Andrei Sakharov และเป็นที่รู้จักกันในนาม Sakharov acoustic oscillations
เหตุใดการทดลองจึงสำคัญ มันช่วยให้เราติดตามสิ่งที่เกิดขึ้นหลังจากบิ๊กแบงได้อย่างใกล้ชิดยิ่งขึ้น
CMB เป็นเพียงช่วงเวลาแช่แข็งและไม่ได้มีการพัฒนาทำให้นักวิจัยต้องเจาะลึกลงไปในห้องแล็บเพื่อค้นหาว่าเกิดอะไรขึ้น
“ ในการจำลองของเราเราสามารถตรวจสอบวิวัฒนาการทั้งหมดของการแกว่งของ Sakharov ได้” Chen-Lung Hung ผู้เป็นผู้นำการวิจัยกล่าวว่าเขาได้รับปริญญาเอก ในปี 2011 ที่มหาวิทยาลัยชิคาโกและตอนนี้อยู่ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย
ทั้ง Hung และ Chin วางแผนที่จะทำงานกับอะตอม ultracold ให้มากขึ้น ทิศทางการวิจัยในอนาคตอาจรวมถึงสิ่งต่าง ๆ เช่นการทำงานของหลุมดำหรือการเกิดกาแลคซี
คุณสามารถอ่านงานวิจัยที่เผยแพร่ทางออนไลน์ได้ที่ วิทยาศาสตร์เว็บไซต์ของ
ที่มา: มหาวิทยาลัยชิคาโก
