Képek a világ kezdeteiről: feltárulnak a fiatal Univerzum titkai

A NASA nyilvánosságra hozta az eddigi legrészletesebb adatokat a korai Világegyetemről. Az Univerzum kora az új eredmények szerint 13,7 milliárd év, az első csillagok pedig mindössze 200 millió évvel az Ősrobbanás után megjelentek.

Az Ősrobbanás egyik legfontosabb bizonyítéka az égbolt minden irányából egyformán mérhető mikrohullámú háttérsugárzás, amelyet Penzias és Wilson fedezett fel 1965-ben. George Gamow már 1940-ben feltételezte, hogy ha valóban bekövetkezett a Nagy Bumm az Univerzum születésekor, akkor a robbanáskor keletkező sugárzás legyengült maradványait ma is meg kell találnunk a világűrben. Ez a sugárzás eredetileg a robbanás fénye volt, de időközben hőmérséklete drasztikusan csökkent, hullámhossza megnyúlt, így már csak a mikrohullámú tartományban mérhető.

Az Ősrobbanást követő időszakban az Univerzumban elképzelhetetlenül magas hőmérséklet uralkodott, így az anyag csak kezdetleges formájában, plazma állapotban volt jelen. Mintegy háromszázezer évvel a Nagy Bumm után a Világegyetem már annyira lehűlt, hogy az atommagok és elektronok atomokká egyesülhettek. Ez volt az a pillanat, amikor anyag és sugárzás elvált egymástól, s a fotonokat már nem nyelték el folyton a szabad elektronok. A mai háttérsugárzás, az Univerzum első sugárzása elindult útjára.

A mikrohullámú háttérsugárzás jellegzetessége, hogy az égbolt minden pontjáról szinte ugyanolyan intenzitással (kb. 2,7 kelvin hőmérséklettel) érkezik. Ebből arra következtethetünk, hogy az Univerzum a korai időszakokban (amikor a sugárzás útjára indult) viszonylag homogén rendszer volt. Az anyagnak többé-kevésbé egyenletesen kellett eloszlania ahhoz, hogy a sugárzás is ilyen egyenletes legyen. Most azonban azt látjuk, hogy a Világegyetemben az anyag galaxisokba, galaxishalmazokba, szuperhalmazokba tömörül, tehát teljesen egyenetlen. Mi történt közben? Valószínűleg a gravitáció fokozatosan összehúzta az anyagot az idő során, így alakulhattak ki a gócok.

Ez a csomósodás azonban csak akkor lehetséges, ha létezett egy olyan kezdeti állapot, amely már eleve nem volt teljesen homogén. Igaz, egy ilyen helyzetben a sűrűségkülönbségek még csak elenyészők, ám a gravitáció hatására rendkívül felerősödnek az évmilliárdok alatt.

Ha nagyon nagy érzékenységű műszereket használunk, akkor felfedezhetők a háttérsugárzásban parányi intenzitáskülönbségek, irregularitások, fluktuációk. Ezek az ingadozások - amelyeket először a COBE (Cosmic Background Explorer) nevű NASA műhold fedezett fel 1992-ben - csupán 1/10 000-nyi mértékűek. Ezek az eltérések tehát bizonyítják, hogy az anyag eloszlása nem volt teljesen egyenletes a korai Univerzumban. Már a legelső időszakokban kisebb gócok, csomók alakultak ki a Világegyetemben: a mai galaxisok csírái.

A kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás egész égbolton való eloszlása - ahogyan azt egyre részletesebben láthatjuk. Felül az 1965-ös kép, a sugárzás felfedezése után; középen a COBE (Cosmic Background Explorer) űrszonda 1992-es képe, amelyben először láthattuk a hőmérséklet- és sűrűségingadozásokat; alul a MAP új, minden korábbinál részletesebb képe a sugárzásról (kép: NASA)