Universet vi ser i dag er fullt av stjerner, galakser og enorme strukturer. Men dersom vi ser langt nok tilbake i tid, finner vi et øyeblikk da kosmos var helt annerledes – varmt, tett og fylt av stråling. Det eldste «lyset» vi kan observere kalles den kosmiske mikrobølgebakgrunnen (CMB – Cosmic Microwave Background). Denne svake gløden er som et fossilt ekko fra universets barndom, og den skjuler noen av de dypeste hemmelighetene om vår kosmiske opprinnelse.
Reklame
Universets første lys
Omtrent 380 000 år etter Big Bang var universet så varmt at protoner og elektroner ikke kunne danne stabile atomer. Kosmos var fylt av en tett tåke av ladede partikler som kontinuerlig spredte lys. Etter hvert som temperaturen sank, begynte protoner og elektroner å kombineres til hydrogenatomer – en prosess kalt rekombinasjon. Fra dette øyeblikket kunne fotoner bevege seg fritt. Disse fotonene reiser fortsatt gjennom rommet i dag, og vi oppfatter dem som mikrobølgestråling.
Oppdagelsen av CMB
I 1965 oppdaget forskerne Arno Penzias og Robert Wilson ved et uhell denne strålingen da de registrerte et mystisk, konstant bakgrunnssignal med antennen sin. Dette var den endelige bekreftelsen på Big Bang-teorien. For denne oppdagelsen mottok de Nobelprisen i fysikk.
CMB er utrolig svak – med en temperatur på bare 2,7 Kelvin (nesten absolutt null) – men den finnes overalt på himmelen, jevnt fordelt i alle retninger.
Små ujevnheter – spor av fremtiden
Selv om bakgrunnsstrålingen virker jevn, inneholder den små variasjoner i temperatur og tetthet. Disse fluktuasjonene er av enorm betydning. De representerer de første frøene til alle strukturer vi ser i dag: galakser, stjerner og planeter.
Takket være satellitter som COBE, WMAP og Planck har forskere kartlagt disse ujevnhetene med ekstrem presisjon. Resultatet er en slags «baby-bilde» av universet, som viser hvordan materien var fordelt kort tid etter Big Bang.
Hva skjuler CMB?
-
Alder og geometri:
Ved å studere mønstrene i CMB har forskere beregnet universets alder til ca. 13,8 milliarder år, samt at det er geometrisk flatt på store skalaer. -
Sammensetning av universet:
Analysen viser at universet består av omtrent 5 % vanlig materie, 27 % mørk materie og 68 % mørk energi. Dette er kunnskap vi ikke kunne fått uten CMB. -
Opprinnelsen til strukturer:
Små variasjoner i strålingen peker på kvantefluktuasjoner som ble forstørret av inflasjonen – en ekstremt rask ekspansjon like etter Big Bang. Dette er grunnlaget for all kosmisk struktur vi ser i dag. -
Gravitasjonsbølger fra inflasjonen (hypotese):
Forskere leter etter spor av primordiale gravitasjonsbølger i CMB. Dersom de oppdages, vil det være en revolusjon innen kosmologi og gi innsikt i universets første brøkdeler av et sekund.
