جهان در عصر تاریکی گرم بود، نه سرد

با استفاده از رصدخانه رادیویی Murchison Widefield Array (MWA) در مرکز اخترشناسی رادیویی Murchison زیرمجموعه CSIRO، اخترشناسان در جستجوی دوران بازیونش (Epoch of Reionization) هستند، دوره‌ای بسیار نخستین در تاریخ جهان که نظریه آن را پیش‌بینی می‌کند اما تاکنون با تلسکوپ‌های رادیویی کشف نشده است؛ این دوره پایان «عصر تاریک کیهانی» است، تقریباً یک میلیارد سال پس از بیگ‌بنگ، زمانی که گاز میان کهکشانی از حالت کدر به حالت شفاف تغییر کرد و اجازه داد نور اولین ستارگان و کهکشان‌ها در سراسر جهان پخش شود.

دکتر ریدهیما نونهُکی (Ridhima Nunhokee) می‌گوید: "در مرحلهٔ اولیهٔ تحقیق، ما اولین شواهد گرم شدن محیط میان‌کهکشانی، یعنی گازی که بین کهکشان‌ها قرار دارد را تقریباً ۸۰۰ میلیون سال پس از بیگ‌بنگ به‌دست آوردیم."

برای مطالعه این دورهٔ اولیهٔ جهان، باید سیگنال ضعیف دوران بازیونش را از سیگنال‌های رادیویی دیگر در جهان جدا کنیم، و همه منابع رادیویی مزاحم را حذف کنیم:
این منابع شامل انتشار از ستارگان و کهکشان‌های نزدیک، تداخل اتمسفر زمین و حتی نویز تولیدشده توسط خود تلسکوپ است و فقط پس از حذف دقیق این سیگنال‌های پیش‌صحنه‌ای (foreground) است که داده‌های باقی‌مانده می‌توانند سیگنال دوران بایونش را آشکار کنند.

به گفته تیم، آن‌ها روش‌هایی برای مقابله با آلودگی پیش‌صحنه‌ای توسعه داده‌اند، سیگنال‌های نامطلوب را حذف کرده‌اند، و همچنین درک بهتری از تلسکوپ خود به دست آورده‌اند تا سیگنالِ تمیزتری استخراج کنند. علاوه بر این، توانسته‌اند تقریباً ده سال داده MWA را یکپارچه کنند و آسمان را به مدت طولانی‌تری نسبت به گذشته مشاهده کنند. این یکی از دلایلی است که به نزدیک‌ترین حد ممکن به کشف سیگنال رسیده‌اند.

اگر جهان سرد شروع می‌شد، سیگنال واضحی در داده‌های فعلی مشاهده می‌شد. نبود چنین سیگنالِ آشکاری، آغاز سرد برای بازپریونی شدن را مردود می‌کند، و بدین معناست که جهان پیش از دوره بازیونش «گرم‌شده» بود.

پروفوسور کاترین تروت (Cathryn Trott) می‌گوید: "با گذر زمان، گاز بین کهکشان ها منبسط و سرد می‌شود، پس انتظار داریم بسیار، بسیار سرد باشد. اندازه‌گیری‌های ما نشان می‌دهد که حداقل تا حدی گرم شده است. نه زیاد، اما به ما می‌گوید که دوره بازیونش به‌صورت سرد کامل پذیرفتنی نیست. این خیلی جالبه."

تحقیقات پیشنهاد می‌کنند این گرمایش احتمالاً ناشی از انرژی منابع ابتدایی اشعهٔ ایکس از سیاه‌چاله‌های اولیه و بازماندگان ستاره‌ای است که در سراسر جهان منتشر شدند.

لینک خبر

@cosmos_physics