Big BangO echipă internaţională de cercetători, folosind cel mai puternic telescop, a descoperit că momentele de după Big Bang au avut loc aşa cum este prezis de teoria Big Bang, eliminând o problemă ce a produs bătăi de cap fizicienilor timp de două decenii.

 

 

Descoperirea a fost publicată în Astronomy & Astrophysics Journal în data de 6 iunie.

 

Stea

Imaginea prezintă un model detaliat al unei mici zone de pe suprafaţa unei stele bătrâne, săracă în metale, utilizată pentru a se obţine concentraţia sa de Litiu-6.
Credit: Karin Lind, Davide De Martin

Una dintre problemele cele mai importante din fizică şi astronomie a fost reprezentată de discrepanţa dintre cantităţile de izotopi de litiu observate anterior în cele mai vechi stele din galaxia noastră, care a sugerat nivele de aproximativ două sute de ori mai mari de Li-6 şi aproximativ de trei până la cinci ori mai puţin de Li-7  şi predicţia teoriei Big Bang privind procesele de sinteză a nucleelor atomice. Această problemă serioasă cu privire la înţelegerea noastră a Universului timpuriu a implicat o fizică ciudată şi căutări zadarnice privind sursele de generare din perioada pre-galactică în scopul de a reconcilia diferenţele.

Echipa, condusă de Karin Lind de la University of Cambridge, a dovedit pe baza înregistrărilor efectuate de-a lungul deceniilor că datele observaţionale de slabă calitate combinate cu analize utilizând mai multe simplificări ale situaţiei reale au condus la informaţii false privind cantitatea detectată de izotopi de litiu.

Folosind observaţiile unor stele foarte vechi cu ajutorul telescopului de 10 metri din cadrul W. M. Keck Observatory şi utilizând modele ale atmosferei acestora s-a arătat că nu există niciun conflict între conţinutul lor de Litiu-6 şi Litiu-7 şi predicţiile teoriei standard Big Bang privind nucleosinteza, reconfirmând astfel teoria cu privire la Universul timpuriu.

Descoperirea expansiunii Universului a fost făcută de Edwin Hubble în anii 1920 şi observaţiile ulterioare sugerează că Universul a început aproximativ acum 13,8 miliarde de ani în urmă printr-un eveniment numit Big Bang. Observaţiile fundamentale care confirmă teoria Big Bangului sunt radiaţia cosmică de fond şi abundenţa de elemente chimice ale elementele uşoare descrise în teoria privind nucleosinteza a Big Bang-ului (BBN).

“Previziunile teoriei Big Bang privind nucleosinteza au reprezentat unul dintre principalele succese ale modelului Big Bang standard”, a spus Lind, autorul principal. “Descoperirile noastre elimină o mare parte din diferenţele existente în ceea ce priveşte abundenta de 6Li şi 7Li din stele şi standardul BBN, deschizând o uşă pentru o reconciliere completă. Aceasta susţine pe mai departe un model sprijinit puternic pe cei doi piloni: radiaţia cosmică de fond şi expansiunea Universului”.

Determinarea precisă a concentraţiilor de Litiu-6 si Litiu-7 din stelele vechi este extrem de dificilă, atât din punct de vedere teoretic, cât şi observaţional, în special pentru Litiu-6, deoarece fiind izotopul cel mai puţin abundent al litiului, semnătura sa este foarte slabă. Datele necesare pot fi obţinute numai cu ajutorul celor mai mari telescoape de pe Pământ, cum ar fi Keck Observatory de pe vârful Mauna Kea din Hawaii, echipat cu un spectrometru/spectrograf puternic de înaltă rezoluţie Echelle (HIRES) pentru a dispersa lumina stelară în culorile sale componente.

„În anul 2004 HIRES a fost dotat cu CCD-uri având pixeli mai mici, ceea ce permite vizualizarea unor detalii  mai fine din spectru", a spus Jorge Meléndez  din partea University of Sao Paulo. „O rezoluţie spectrală înaltă furnizată de HIRES este necesară pentru a studia în detalii de precizie profilul de linie şi a estima prezenţa izotopului Litiu-6. Puterea mare de colectare a luminii de către Keck Observatory ne-a permis să observăm stele cu o compoziţie „curată" mai mult decât în orice studiu anterior".

Chiar şi cu puternicul telescop Keck, o singură stea trebuie să fie observată pentru mai multe ore pentru a aduna destui fotoni necesari unei observaţii detaliate. Modelarea unor astfel de date este, de asemenea, foarte dificilă, procese diferite din atmosfera unor stele vechi cu deficit de metal pot mima prezenţa Litiu-6. Datele trebuie analizate folosind modele sofisticate ale atmosferelor stelare create de echipă în modul tridimensional şi includ calcule complexe care se execută pe calculatoare super-puternice timp de săptămâni.

„Am consolidat simultan două ipoteze fizice cheie din modelarea atmosferelor stelare; echilibrul hidrostatic unidimensional şi echilibrul local termodinamic", a spus Lind. „Folosind o fizică mai sofisticată şi calculatoare super-puternice am reuşit să eliminăm distorsiunilor sistematice care alterau modelele tradiţionale şi anterior au condus la identificări false privind semnăturile izotopilor 6Li/7Li".

Observaţiile de înaltă calitate ale Keck Observatory şi modelarea teoretică detaliată au rezolvat problemele cosmologice care au bântuit fizicienii particulelor elementare şi astrofizicienii în ultimele două decenii.

„Înţelegerea naşterii Universului nostru este esenţială pentru înţelegerea formării ulterioare a tuturor componentelor sale, inclusiv a noastră", a spus Lind. „Modelul Big Bangului stabileşte condiţiile iniţiale pentru formarea structurilor şi explică prezenţa noastră într-un Univers în expansiune, dominat de materie întunecată şi energie". Teoria Big Bang-ului se bazează acum pe o susţinere mai solidă.



Traducere de Cristian-George Podariu după internaţional-team-big-theory cu acordul editorului

Puteți comenta folosind contul de pe site, de FB, Twitter sau Google ori ca vizitator (fără înregistrare). Pt vizitatori comentariile sunt moderate (aprobate de admin).

Loading comment... The comment will be refreshed after 00:00.

Fii primul care comentează.

Spune-ne care-i părerea ta...
caractere rămase.
Loghează-te ( Fă-ți un cont! )
ori scrie un comentariu ca „vizitator”

 



Donează prin PayPal ()


Contact
| T&C | © 2021 Scientia.ro