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2003 년 초, 척 베넷은 우주의 정확한 내용을 배웠습니다.
그때까지, 대부분의 우주 학자들은 우주가 눈을 맞추는 것보다 훨씬 더 많은 것을 포함한다고 결론 지었다. 바람직한 은하의 관찰은 보이지 않는 물질의 발판이 별을 함께 유지했으며 반발하는 에너지는 은하를 차분하게했다. 자세한 내용은 Bennett과 그의 Wilkinson 전자 레인지 이소 트로피 프로브 (WMAP) 팀은 1 년 동안 하늘의 모든 방향에서 오는 전자 레인지를 수집하는 데 1 년을 보냈습니다. 젊은 우주 의이 사진을 찍어 WMAP 팀은 나이와 모양을 고정시키고 소위 암흑 물질과 암흑 에너지가 포함 된 양을 정확하게 결정할 수 있습니다.
존스 홉킨스 대학교 (Johns Hopkins University)의 천체 물리학자인 베넷 (Bennett)은“갑자기 우리는이 숫자 목록을 가졌다”고 회상했다.
이 팀은 2003 년 2 월에 첫 번째 결과를 발표했습니다. 이후 몇 년 동안 세련된“우주 전자 레인지 배경”(CMB)의지도는 행성, 가스 및 별의 친숙한 문제가 코스모스의 4.6 %를 차지하지만 보이지 않는 암흑 물질은 24 %를 차지하고 있음을 나타냅니다. 우주 파이 차트의 나머지 71.4 %는 어두운 에너지 여야했는데, 이는 공간 자체의 직물을 주입하는 것으로 생각됩니다. WMAP의 후계자 인 Planck Satellite가 10 년 후 CMB의 더 선명한 이미지를 찍었을 때 숫자는 조금 바뀌 었습니다. 그리고 암흑 에너지와 암흑 물질의 다른 증거가 계속 논쟁의 여지가 있지만 CMB의 지문은 사실상 의문의 여지가 없었다.
CMB는 뉴욕 대학의 천체 물리학자인 야신 알리 하 (Ali-Haïmoud)는“현대 우주론의 가장 중요하지는 않지만 현대 우주론의 기둥 중 하나”라고 말했다.
우주가 우주 전자 레인지 배경에서 그러한 메시지를 어떻게 긁어 냈는지, 연구자들이 그것을 읽는 법을 배웠는 방법은 다음과 같습니다.
처음에, 전자 레인지가 소스를 떠나기 전에 우주는 어둡고 눈에 띄는 물질로 만들어진 거의 특징이없는 유체였습니다. 이 원시적 인 물질은 한때 흰색으로 빛나고 우주의 처음 수십만 년 동안 연한 주황색으로 식 었습니다. 라이트 광선은 이웃 입자를 리코 셰 뜨개질하기 전에 멀리 이동할 수 없었습니다. 이 흩어져있는 빛은 유체 안개를 유지하고 압력 을가했습니다.
그러나 오늘날의 별과 행성의 씨앗은 이미 뿌려졌습니다. 자연의 어떤 것도 완벽하지 않으며, 부드러운 원시 수프는 약간 응고되었으며, 일부 지역은 주변 유체보다 약 1 천 분의 1 % 밀도가 높고 일부 지역은 훨씬 더 얇습니다.
유체는 중력이 물질을 묶고 가벼운 파도를 밀어 내면서 슬로 싱되었습니다. 과도한 물질이 바깥쪽으로 쏟아져 물질이 내면으로 돌진함에 따라이 과도한 물질이 바깥쪽으로 쏟아져 얇은 얇은 반점이 얇아졌습니다. 한 영역이 너무 얇아지면 입자가 다시 돌진하고 그 반대도 마찬가지입니다. 따라서 각 얼룩은 높은 밀도와 저밀도 사이를 앞뒤로 흔들립니다. 다행히 물리학 자들은 합리적인 온도에서 간단한 유체의 기복을 분석하는 데 필요한 모든 이론적 도구를 가지고 있습니다. Ali-Haïmoud는“물리학은 정말로 오래되었습니다
CMB는 특정 시간에 슬로 싱 유체를 캡처합니다. 약 380,000 년 동안 확장 한 후, 코스모스는 양성자와 전자가 재조합이라는 사건 인 수소 원자로 짝을 이루기에 충분히 냉각되었다. 하전 된 입자가 거의 없기 때문에 광선이 갑자기 자유롭게되어 압력을 방출하고 밀도 덩어리가 제자리에 얼어 붙었습니다. 그 이후로, 확장 된 우주는 해방 된 광선의 파장을 전자 레인지로 늘 렸습니다. 하늘 전체에서 그들을 수집함으로써 WMAP와 Planck 망원경은 초기 우주와 그 내용물을 미드 슬로시를 잡았습니다. 그들의지도는 더 따뜻하거나 냉각기의 일부를 측정하는 전자 레인지로 의미되는 밀도가 높은 반점과 더 얇은 반점의 얼룩 패턴을 나타냅니다 (파란색은 노란색보다 뜨거운 불꽃을 나타내는 것처럼).
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CMB의 지저분한 잔물결을 해독하는 열쇠는 재조합이 일련의 일련의 블로브에 지속적인 우주의 중요성을 부여했다는 것입니다. 완전히 얇아지는 데 380,000 년이 걸리기에 충분히 큰 두꺼운 원시 물질을 고려하십시오. 더 큰 반점은 완전히 얇아 질 시간이 없었으며 작은 반점이 다시 두껍게 시작되었습니다. 작은 작은 얼룩의 하나의 세트는 피크 두께에서 피크 얇은 뒤로 다시 피크 두께로 갈 수있는 충분한 시간을 가졌다. 또 다른 작은 지점의 또 다른 세트는 정확히 세 번의 전환을 완료했으며 다른 4 개는 4 개를 완성했습니다.
연구원들은 맵을 다양한 범위로 흐리게하고 그들이 보는 밀도 변화를 플로팅하여 CMB의 겹치는 정적을 분석합니다. CMB 전력 스펙트럼이라고하는 결과 플롯에는 재조합 시점에서 최대 두께 또는 얇음에 도달하는 특수 블로브의 크기를 나타내는 일련의 피크가 있습니다. 우주가 다른 우주 혼합물을 포함하거나 다른 우주 혼합물을 포함했다면, 다른 색조 패턴이 재조합시 얼어 붙었을 것입니다. 과학자들은 귀가 피아노와 클라리넷을 구별 할 수있는 것처럼 말할 수 있다고 Carnegie Mellon University의 우주 학자 인 Scott Dodelson은 말했다.
가장 큰 지점은 보름달의 폭의 약 2 배의 현대 하늘에서 1 개의 각도에 걸쳐 있습니다. 이것으로부터 우주 러스트는 우주의 모양을 유추 할 수 있습니다. 공간이 평평한지면 평행 한 광선이 평행하게 유지되거나 안장이나 구처럼 구부러집니다. 물질과 에너지 곡선 공간, 중력으로 경험하는 효과. 한편, 우주의 확장은 공간을 평평하게하고, 우주 학자들은 한쪽이 승리했는지 확실하지 않았다. 다른 곡률은 CMB에서 가장 큰 얼룩을 크거나 작게 보이게 만들 것입니다 (우리가 둥근 지구를 평평하게하면 아프리카와 그린란드의 명백한 크기가 어떻게 왜곡되는지 생각해 보지만) 가장 큰 블로브의 1도 크기는 평평한 우주에 대한 기대치와 일치합니다. WMAP는 가벼운 광선이 0.4 % 이내로 날아갈 수있는 충분한 컨텐츠를 가진 우주를 발견했습니다.
작은 덩어리는 코스모스의 구성을 드러냅니다. 그들의 크기와 그들이 얼마나 두껍거나 얇아 졌는지, 조개 차우 더가 닭고기 수프와 다르게 튀는 것처럼 액체의 성분에 달려있었습니다. 원시 액체에서, 암흑 물질은 중력의 당기는 느낌을 느꼈지만 광선의 전자기 푸시는 아닙니다. 정상적인 물질은 두 가지 모두에 반응했습니다. 산타 크루즈 (Santa Cruz) 캘리포니아 대학교 (University of California)의 우주 학자 인 테슬라 젤 테마 (Tesla Jeltema)는 연구자들이 서로 다른 크기의 맹렬한 강도를 내부 및 바깥쪽으로 비교 함으로써이 두 유체 구성 요소를 구별 할 수 있다고 설명했다.
아무도 암흑 물질 입자를 확인한 사람은 없지만 CMB는 애매한 물질의 대규모 거동을 보여줍니다. Ali-Haïmoud는 물의 화학적 공식이 H2O라는 것을 알지 못하더라도 부력과 압력을 이해하는 전직 과학자들에게 상황을 비유합니다. 중력 법칙을 조정하는 것과 같은 암흑 물질의 명백한 영향을 설명하려는 시도는 원시 유체의 특정 맥동과 일치해야합니다. 아직 도전에 도전하지 않았다.
한편 어둠의 에너지는 우주의 젊은이들에게 무시할만한 역할을했습니다. 그 존재는 오늘날 우주가 평평하다는 CMB의 표시에서 추론 될 수 있습니다. 어둡고 눈에 띄는 물질의 측정 된 양에는 공간을 평평하게 할 근육이 없습니다. 그러나 현대 우주에 71.4% 암흑 에너지를 추가하면 모든 것이 균형을 이룹니다.
최근 천문학적 관찰에 따르면 오늘날의 우주는 CMB 레시피가 암시 해야하는 것보다 빠른 클립으로 확장되고 있다고 제안했기 때문에이 그림은 완벽하지 않습니다. 그러나 WMAP와 Planck 데이터는 별과 은하의 움직임에 대한 대안적이고 어두운 설명을 추구하는 이론가들에게 높은 막대를 설정했습니다. Dodelson은“이제 우리는 이러한 상세한지도를 가지고 있기 때문에 CMB 자체는 거의 모든 것을 얻는 데 능숙합니다.”
.찰리 우드 (Charlie Wood)는 지구 안팎에서 물리 과학의 발전을 다루는 기자입니다. 그의 작품은 에 나타났습니다 Scientific American , 기독교 과학 모니터와 Livescience, 다른 출판물들. 이전에는 모잠비크와 일본에서 물리와 영어를 가르쳤으며 브라운 대학교에서 물리학 학사 학위를 받았습니다.
