În primele câteva sute de mii de ani după nașterea Universului nostru, un zumzet primordial a rupt o plasmă de particule supraîncălzite.
Oamenii de știință ascultă zgomotul începutului Universului cu speranța de a obține noi perspective despre forța misterioasă cunoscută sub numele de energie întunecată, scrie BBC.
Înainte de stele sau planete, înaintea găurilor negre și a piticelor albe, înaintea chiar și a atomilor sau a razelor de lumină, Universul a reverberat cu ceva surprinzător – sunetul.
Acest zumzet primordial s-a deplasat cu mai mult de jumătate din viteza luminii printr-o plasmă supraîncălzită de barioni, fotoni și materie întunecată.
A luat naștere dintr-o ruptură între forțele fundamentale antice și puternice care generează unde sonore în această supă de particule încărcată electric. Apoi, la doar câteva sute de mii de ani de existența sa, plasma a dispărut ca o ceață. Universul a căzut brusc și profund în tăcere.
Cum s-au format undele sonore primordiale
Cu toate acestea, este încă posibil să captăm ecouri ale acestor prime unde sonore care s-au răspândit în Universul nostru timpuriu – dacă știi unde să cauți.
Ondulările pe care le-au creat în plasmă au lăsat o amprentă permanentă asupra distribuției materiei în jurul Universului. Și, de asemenea, oferă astronomilor indicii despre unul dintre cele mai profunde mistere ale Universului nostru de astăzi, forța misterioasă cunoscută sub numele de energie întunecată.
Undele sonore primordiale – cunoscute și sub numele de oscilații acustice barionice (BAO) – s-au format pe măsură ce particulele din Universul timpuriu au început să fie atrase împreună de gravitație.
„Atracția gravitațională a materiei întunecate din Universul timpuriu a creat „potențiale puțuri”, trăgând plasma spre interior”, spune Larissa Santos, profesor la Centrul pentru Gravitație și Cosmologie de la Universitatea din Yangzhou, China.
Totuși, plasma era atât de fierbinte încât a creat și o forță exterioară opusă. „Fotonii au creat presiune de radiație care a luptat împotriva gravitației și a împins totul înapoi din nou. Această luptă a creat oscilații acustice – unde sonore”.
Cum au fost descoperite undele sonore primordiale
Totodată, dacă oamenii ar fi trăit în epoca oscilațiilor acustice barionice, nu ar fi auzit nimic. Sunetele erau cu aproximativ 47 de octave mai mici decât nota de jos a unui pian, cu lungimi de undă enorme, de aproximativ 450.000 de ani lumină.
Acest zgomot incredibil de adânc a călătorit printr-un mediu pe care nici cele mai puternice telescoape ale noastre nu sunt în stare să-l pătrundă. Cu cât ne uităm mai adânc în Univers, cu atât vedem mai departe în istoria sa datorită timpului necesar pentru ca lumina să ajungă la noi.
Putem vedea, însă, cum sarcinile electrice de la protoni și electroni neatașați în aceste etape incipiente ale Universului împrăștie și difuzează continuu lumină, creând o strălucire aleatorie. Dar BAO-urile au creat modele în acest mediu, care s-au ondulat apoi în exterior. Putem vedea dovezi ale acestora în Univers și astăzi.
Telescopul spațial Planck
Telescopul spațial Planck a reușit să capteze ecouri ale BAO-urilor din Universul timpuriu, iar oamenii de știință au reușit să le traducă în frecvențe audibile, în exemplul de mai jos.
Zumzetul este compus dintr-un ton scăzut cu tonuri mai înalte. Sunetul care poate fi auzit este un artefact al procesării utilizate pentru a face fișierul de sunet.
Apoi, la vârsta de aproximativ 379.000 de ani, Universul s-a răcit suficient pentru ca protonii și electronii să se împerecheze și să formeze primii atomi de hidrogen neutri. Plasma a dispărut, lăsând Universul brusc și dramatic transparent la lumină. În același moment, bătălia dintre radiații și gravitație s-a încheiat, BAO-urile au încetat, iar Universul a tăcut.
Explozia de energie luminoasă care s-a răspândit prin Univers a fost atât de puternică încât încă pot fi auzite de radiotelescoape și îi ademenește pe fizicieni după 13 miliarde de ani, ca un semnal cunoscut sub numele de radiație cosmică de fond cu microunde.
„CMB” este cea mai veche și mai detaliată înregistrare vizuală a Universului timpuriu. Și aici oamenii de știință pot vedea o „înregistrare fosilă” a primelor sunete ale Universului.
