Kredit gambar: NSF
Para astronom dari National Science Foundation dan Caltech telah menciptakan gambar paling detail yang pernah dibuat dari cahaya tertua yang dipancarkan oleh Semesta. Tim tersebut menggunakan Cosmic Background Imager, serangkaian detektor gelombang mikro yang sensitif di gurun Chili, untuk mengumpulkan cahaya yang telah menempuh perjalanan 14 miliar tahun untuk mencapai Bumi; itu menunjukkan kepada kita Alam Semesta yang baru berusia 300.000 tahun, seperti benih materi mulai terbentuk, akhirnya menjadi galaksi, bintang, planet, dan kita.
Para astronom yang beroperasi dari dataran tinggi terpencil di gurun Chili telah menghasilkan gambar paling detail yang pernah dibuat dari cahaya tertua yang dipancarkan oleh alam semesta, memberikan konfirmasi independen terhadap teori kontroversial tentang asal usul materi dan energi.
Mendorong batas-batas teknologi yang tersedia, Cosmic Background Imager (CBI) yang didanai oleh National Science Foundation (NSF) dan California Institute of Technology (Caltech) mendeteksi variasi menit dalam latar belakang gelombang mikro kosmik, radiasi yang telah menyebar ke Bumi selama hampir 14 miliar tahun. Peta fluktuasi menunjukkan benih tentatif pertama dari materi dan energi yang kemudian berkembang menjadi kelompok ratusan galaksi.
Pengukuran ini juga memberikan bukti independen untuk teori inflasi yang telah lama diperdebatkan, yang menyatakan bahwa alam semesta mengalami ekspansi kekerasan dalam momen mikro pertamanya. Setelah sekitar 300.000 tahun, itu cukup dingin untuk memungkinkan benih materi terbentuk dan menjadi "transparan," memungkinkan cahaya untuk melewatinya. CBI mengamati sisa-sisa radiasi awal itu. Data ini juga membantu para ilmuwan mempelajari lebih lanjut tentang gaya menjijikkan yang disebut "energi gelap" yang tampaknya menentang gravitasi dan memaksa alam semesta untuk berakselerasi dengan kecepatan yang terus meningkat.
“Ini adalah penelitian dasar yang terbaik dan paling menarik,” kata Direktur NSF Rita Colwell. “Setiap gambar baru dari alam semesta awal menyempurnakan model kita tentang bagaimana semuanya dimulai. Sama seperti alam semesta tumbuh dan menyebar, pengetahuan manusia tentang asal usul kita sendiri terus berkembang, berkat keahlian teknis dan kegigihan pasien para ilmuwan seperti ini. "
"Kami telah melihat, untuk pertama kalinya, benih yang memunculkan kelompok galaksi, sehingga menempatkan teori pembentukan galaksi pada pijakan pengamatan yang kuat," kata pemimpin tim Anthony Readhead dari Caltech. "Pengamatan resolusi tinggi yang unik ini memberikan serangkaian tes kritis baru tentang kosmologi, dan memberikan bukti baru dan independen bahwa alam semesta datar dan didominasi oleh materi gelap dan energi gelap."
Readhead, bersama rekan-rekan Caltech Steve Padin dan Timothy Pearson dan yang lainnya dari Kanada, Chili, dan Amerika Serikat, menghasilkan pengukuran terbaik hingga saat ini dengan latar belakang gelombang mikro kosmik. Latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB) adalah catatan dari foton pertama yang lolos dari alam semesta yang mendingin dan menyatu dengan cepat sekitar 300.000 tahun setelah ledakan kosmik yang dikenal sebagai Big Bang yang umumnya diyakini telah melahirkan alam semesta.
Data dari CBI tentang distribusi suhu di CMB mendukung modifikasi teori Big Bang; modifikasi itu disebut teori inflasi. Inflasi menyatakan bahwa plasma panas alam semesta awal mengalami ekspansi yang ekstrem dan cepat dalam 10 -32 detik pertamanya. Variasi suhu yang diukur oleh CBI adalah sekecil 10 juta derajat.
Dengan merencanakan puncak distribusi suhu, para ilmuwan menunjukkan bahwa data CBI yang tepat sepenuhnya konsisten dengan inflasi dan mengkonfirmasi temuan sebelumnya oleh para ilmuwan lain. Pada bulan April 2000, tim kosmolog internasional yang dipimpin oleh Andrew Lange dari Caltech mengumumkan bukti kuat pertama bahwa alam semesta itu datar — artinya, geometrinya sedemikian rupa sehingga garis-garis paralel tidak akan menyatu atau menyimpang. Tim Lange mengamati pada frekuensi yang berbeda dari CBI, menggunakan balon ketinggian tinggi yang diterbangkan ke Antartika.
Sejak itu, dua tim lain - menggunakan metode independen - telah mengungkapkan analisis mereka tentang variasi suhu yang sangat samar di antara gelombang mikro kosmik. Keempat instrumen telah melakukan pengukuran parameter yang tepat yang telah lama digunakan kosmolog untuk menggambarkan alam semesta awal. Setiap set data telah menawarkan petunjuk baru untuk bentuk plasma embrionik dan telah mendekatkan para ilmuwan pada jawaban yang pasti. NSF telah mendukung pekerjaan keempat tim dan instrumen mereka, beberapa di antaranya selama lebih dari 15 tahun.
Lima makalah tentang data CBI diserahkan hari ini ke Astrophysical Journal untuk publikasi.
CBI terdiri dari 13 interferometer yang dipasang pada platform berdiameter 6 meter, beroperasi pada frekuensi dari 26 GHz hingga 36 GHz. Terletak di gurun paling kering di dunia - Atacama - CBI memanfaatkan kelembaban rendah di ketinggian 5.080 meter (16.700 kaki). NSF telah mendukung penelitian CBI sejak 1995. Dewan Nasional Ilmu Pengetahuan dan Teknologi Chili menyediakan situs CBI.
Sumber Asli: Rilis Berita NSF
