Peninjauan terjauh ke masa lalu, berkat analisis baru dari latar belakang gelombang mikro kosmik.
Penggemar misteri tahu bahwa cara terbaik untuk memecahkan sebuah misteri adalah dengan meninjau kembali adegan di mana ia dimulai dan mencari petunjuk. Untuk memahami misteri alam semesta kita, para ilmuwan berusaha untuk kembali sejauh mungkin ke Dentuman Besar. Sebuah analisis baru dari data radiasi latar belakang kosmik gelombang mikro (CMB) oleh para peneliti dengan Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) telah mengambil pandangan terjauh melalui waktu - 100 tahun hingga 300.000 tahun setelah Big Bang - dan memberikan petunjuk baru yang menggiurkan dari petunjuk tentang apa yang mungkin terjadi.
Langit microwave seperti yang terlihat oleh Planck. Struktur berbintik-bintik CMB, cahaya tertua di alam semesta, ditampilkan di wilayah lintang tinggi peta. Band pusat adalah bidang galaksi kita, Bima Sakti. Atas perkenan Badan Antariksa Eropa
“Kami menemukan bahwa gambar standar alam semesta awal, di mana dominasi radiasi diikuti oleh dominasi materi, berpegang pada tingkat yang dapat kita uji dengan data baru, tetapi ada petunjuk bahwa radiasi tidak memberi jalan pada materi sama persis dengan diharapkan, ”kata Eric Linder, seorang fisikawan teoretis dengan Divisi Fisika Berkeley Lab dan anggota Proyek Kosmologi Supernova. "Tampaknya ada radiasi berlebih yang bukan disebabkan oleh foton CMB."
Pengetahuan kita tentang Dentuman Besar dan pembentukan awal alam semesta berawal hampir seluruhnya dari pengukuran CMB, foton primordial dibebaskan ketika alam semesta cukup dingin sehingga partikel-partikel radiasi dan partikel-partikel materi terpisah. Pengukuran ini mengungkapkan pengaruh CMB pada pertumbuhan dan perkembangan struktur skala besar yang kita lihat di alam semesta saat ini.
Linder, bekerja dengan Alireza Hojjati dan Johan Samsing, yang saat itu mengunjungi para ilmuwan di Berkeley Lab, menganalisis data satelit terbaru dari misi Planck Badan Antariksa Eropa dan Probe Anisotropi Microwave Wilkinson milik NASA (WMAP), yang mendorong pengukuran CMB ke resolusi yang lebih tinggi, lebih rendah kebisingan, dan cakupan langit lebih banyak dari sebelumnya.
"Dengan data Planck dan WMAP, kami benar-benar mendorong perbatasan dan melihat lebih jauh ke belakang dalam sejarah alam semesta, ke wilayah fisika energi tinggi yang sebelumnya tidak dapat diakses," kata Linder. "Sementara analisis kami menunjukkan foton peninggalan foton CMB dari Big Bang diikuti terutama oleh materi gelap seperti yang diharapkan, ada juga penyimpangan dari standar yang mengisyaratkan partikel relativistik di luar cahaya CMB."
Linder mengatakan tersangka utama di balik partikel relativistik ini adalah versi "liar" dari neutrino, partikel subatom seperti phantom yang merupakan penghuni terpadat kedua (setelah foton) dari alam semesta saat ini. Istilah "liar" digunakan untuk membedakan neutrino primordial ini dari yang diperkirakan dalam fisika partikel dan diamati saat ini. Tersangka lain adalah energi gelap, kekuatan anti-gravitasi yang mempercepat ekspansi alam semesta kita. Namun, sekali lagi, ini berasal dari energi gelap yang kita amati hari ini.
"Energi gelap awal adalah kelas penjelasan untuk asal percepatan kosmik yang muncul dalam beberapa model fisika energi tinggi," kata Linder. "Sementara energi gelap konvensional, seperti konstanta kosmologis, terdilusi menjadi satu bagian dalam satu miliar kepadatan energi total sekitar waktu hamburan terakhir CMB, teori-teori energi gelap awal dapat memiliki kepadatan energi 1 hingga 10 juta kali lebih banyak. ”
Linder mengatakan energi gelap awal bisa menjadi pendorong yang tujuh miliar tahun kemudian menyebabkan percepatan kosmik saat ini. Penemuan aktualnya tidak hanya akan memberikan wawasan baru tentang asal usul percepatan kosmik, tetapi mungkin juga memberikan bukti baru untuk teori string dan konsep lain dalam fisika energi tinggi.
“Eksperimen baru untuk mengukur polarisasi CMB yang sudah berlangsung, seperti teleskop POLARBEAR dan SPTpol, akan memungkinkan kita untuk mengeksplorasi lebih lanjut fisika purba, kata Linder.
Melalui Berkeley Lab