Kui avame külmkapiukse, eeldame, et selle sees on jahedam kui köögis. Umbes samamoodi mõtlevad ka astronoomid – sügavale Universumi ajalukku kiigates loodavad nad näha noort, kuumemat ja tihedamat maailmaruumi. Nüüd on Jaapani teadlaste meeskond selle ootuse erakordselt suure täpsusega kinnitanud. Tegemist on ühe seni kõige tugevama kontrolliga, mis on tehtud Universumi arengu mudeli kohta.
Nuusutamas Suure Paugu „jahedat hingust“
Uurimuse viis läbi doktorant Tatsuya Kotani koos professor Tomoharu Okaga Keio ülikoolist. Nad mõõtsid kosmilise mikrolaine-taustkiirguse temperatuuri – see on nõrk Suure Paugu järelhelk, mis täidab kogu ruumi. Erinevalt tavapärastest mõõtmistest ei huvitanud teadlasi seekord aga selle kiirguse tänane temperatuur.
Nad analüüsisid valgust, mis on meie poole teel olnud koguni seitse miljardit aastat, ja rekonstrueerisid selle abil Universumi „temperatuuri“ väga kauges minevikus. Tulemuseks saadi väärtus 5,13 kelvinit üle absoluutse nulli, mõõteveaga vaid ±0,06 K. See on umbes kaks korda kõrgem kui praegune ligikaudu 2,7 kelvini temperatuur.
Suure Paugu teooria kriitiline test
See tulemus on oluline palju enama kui pelga huvitava fakti poolest. Vastavalt standardsele kosmoloogiamudelile Universum paisub ja jahtub ajas. Seega peab minevikus igal ajahetkel kehtima kindel, ettenähtav temperatuur. Mida kaugemale tagasi ajas vaatame, seda kuumem peaks olema Universum.
Just seda ennustust kinnitaski T. Kotani uurimismeeskonna mõõtmine. Täheldatud temperatuur langeb kokku sellega, mida Suure Paugu teooria konkreetse ajajärgu jaoks prognoosib.
ALMA teleskoobid kui ajalooarhiiv
Teadlased kasutasid Atacama kõrbes Tšiilis töötava ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) teleskoobikompleksi arhiveeritud vaatlusandmeid. Analüüsiti kauge kvasaari valgust, mis oma teekonnal läbi kosmose on korduvalt kokku puutunud kosmilise taustkiirgusega.
Nendesse signaalidesse jäänud „jäljed“ võimaldasid määrata taustkiirguse temperatuuri erakordse täpsusega. See on kõige täpsem selline mõõtmine just sellel Universumi arengu perioodil. Varasemad katsed on keskendunud peamiselt kas <strongväga varajasele Universumile või tänapäevale, mistõttu oli senistes andmetes oluline ajavahemik puudu.
Standardmudel tugevneb, kriitikute ruum väheneb
Universumi tekkimist ja arengut kirjeldav standardne kosmoloogiamudel nõuab, et minevikus oleks kosmilise taustkiirguse temperatuur täpselt ette arvutatav. Kotani ja tema kolleegide töö näitab, et mudeli poolt antud väärtus ja tegelik mõõtmistulemus langevad peaaegu ideaalselt kokku.
See suurendab usaldust meie praeguse Universumi kirjelduse vastu. Nagu ilmateade, mis lubab vihma ja hommikul maas olevaid lompe nähes tõstab meie usku sünoptikutesse, nii kinnitab ka see mõõtmine kosmoloogide arvutusi – kui Universumi mineviku temperatuur vastab ootuspärastele teoreetilistele väärtustele, on kogu mudel usaldusväärsem.
Uuring on järjekordne tõend, et praegune kosmoloogiline mudel kirjeldab Universumi arengut juba ligikaudu 14 miljardi aasta ulatuses vägagi täpselt. See ei välista, et tulevik toob täpsustusi ja parandusi, kuid tänased andmed annavad tugeva signaali: meie arusaam Suurest Paugust ja sellele järgnenud kosmilisest loost peab seni väga hästi vastu.
