Bild der kosmischen Hintergrundstrahlung mit Dichteschwankungen.
Bildnachweis: ACT Collaboration; ESA/Planck Collaboration.
Das ACT hat Licht eingefangen, das etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall ausgesandt wurde, einer Zeit, in der die ersten kosmischen Strukturen begannen, sich zu formen. Laut Suzanne Staggs, der Leiterin des Konsortiums, ermöglicht diese Beobachtung, die Anfänge von Sternen und Galaxien zu sehen. Die Polarisation des Lichts, mit beispielloser Präzision gemessen, unterscheidet diese Ergebnisse von denen des Planck-Satelliten.
Die Daten des ACT beleuchten die Entstehung der ersten Galaxien und bieten eine Momentaufnahme des Universums in seiner frühesten Jugend. Mark Devlin erklärt, dass diese Messungen fünf Jahre Beobachtungszeit mit hochempfindlichen Detektoren erforderten. Die Temperatur- und Polarisationsschwankungen zeigen die Bewegungen der Materie zu dieser Zeit.
Die Polarisation des Lichts der kosmischen Hintergrundstrahlung ist ein Schlüssel zum Verständnis des jungen Universums. Sigurd Naess betont, dass das ACT eine fünfmal höhere Auflösung als Planck hat. Diese Beobachtungen ermöglichen es nicht nur zu sehen, wo sich die Gase befanden, sondern auch, wie sie sich unter dem Einfluss der Schwerkraft bewegten.
Die Ergebnisse des ACT tragen auch dazu bei, unser Wissen über das heutige Universum zu verfeinern. Erminia Calabrese erwähnt, dass das beobachtbare Universum sich über fast 50 Milliarden Lichtjahre erstreckt. Dunkle Materie und dunkle Energie dominieren bei weitem die Gesamtmasse, während die sichtbare Materie nur einen winzigen Bruchteil ausmacht.
Darstellung der vom ACT erfassten Periode des Universums.
Bildnachweis: Lucy Reading Ikkanda, Simons Foundation.
Das Alter des Universums wird nun mit erhöhter Genauigkeit auf 13,8 Milliarden Jahre geschätzt. Diese Fortschritte bereiten den Weg für das zukünftige Simons-Observatorium, das die Erforschung der kosmischen Hintergrundstrahlung fortsetzen wird. Jo Dunkley sieht in diesen Daten eine einzigartige Gelegenheit, die kosmische Evolution nachzuvollziehen.
Was ist die kosmische Hintergrundstrahlung?
Die kosmische Hintergrundstrahlung (CMB) ist das älteste Licht des Universums, das etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall ausgesandt wurde. Es handelt sich um eine Mikrowellenstrahlung, die den Raum gleichmäßig erfüllt und Zeugnis ablegt von der Zeit, als das Universum durchsichtig wurde.
Vor dieser Zeit war das Universum zu heiß und dicht, als dass sich Licht frei hätte ausbreiten können. Die CMB markiert daher den Moment, in dem Photonen begannen, sich ungehindert auszubreiten, und bietet ein Bild des Universums in seinen Anfängen.
Die winzigen Temperaturschwankungen in der CMB spiegeln die Dichteschwankungen der Materie im jungen Universum wider. Diese Schwankungen sind die Keime zukünftiger kosmischer Strukturen wie Galaxien und Galaxienhaufen.
Die Erforschung der CMB ermöglicht es Kosmologen, Theorien über den Ursprung und die Entwicklung des Universums zu testen. Die neuesten Daten des ACT liefern beispiellose Details über diese frühen kosmischen Phasen.
Wie enthüllt die Polarisation des Lichts die Geschichte des Universums?
Die Polarisation des Lichts der CMB tritt auf, wenn dieses mit Dichtestrukturen im jungen Universum interagiert. Diese Wechselwirkung verändert die Schwingungsrichtung der Lichtwellen und enthüllt Informationen über diese Strukturen.
Durch die Messung dieser Polarisation können Wissenschaftler die Bewegungen der Materie im frühen Universum rekonstruieren. Dies ermöglicht es zu verstehen, wie die Schwerkraft die Entstehung der ersten Galaxien beeinflusst hat.
Das ACT hat diese Polarisationssignale mit einer bisher unerreichten Auflösung eingefangen und damit die Fähigkeiten früherer Instrumente wie Planck weit übertroffen. Diese Beobachtungen eröffnen ein neues Fenster zu den physikalischen Prozessen im jungen Universum.
Das Verständnis dieser Mechanismen ist entscheidend, um die Geheimnisse der dunklen Materie und dunklen Energie zu entschlüsseln, die die Zusammensetzung des Universums dominieren.