În primele câteva sute de mii de ani după nașterea Universului, unde sonore ciudate au circulat printr-o plasmă de particule supraîncălzite. Oamenii de știință ascultă zgomotul începutului Universului, în speranța de a obține noi perspective despre o forță misterioasă, energia întunecată, relatează BBC.
Înainte de stele sau planete, înaintea găurilor negre și a stelelor pitice albe, chiar și înaintea atomilor sau a razelor de lumină, Universul a reverberat cu ceva surprinzător – sunetul. Acest zumzet primordial s-a deplasat cu mai mult de jumătate din viteza luminii printr-o plasmă supraîncălzită de barioni, fotoni și materie întunecată.
A luat naștere dintr-un conflict între forțele fundamentale vechi și puternice, care a generat unde sonore în această supă de particule încărcate electric. Apoi, la doar câteva sute de mii de ani de existența sa, plasma a dispărut ca o ceață de dimineață. Universul a căzut brusc într-o tăcere profundă.
Cu toate acestea, este încă posibil să captăm ecouri ale acestor prime unde sonore care s-au răspândit în Universul timpuriu. Ondulările pe care le-au creat în plasmă aceste unde au lăsat o amprentă permanentă asupra distribuției materiei în Univers. Și, de asemenea, oferă astronomilor indicii despre unul dintre cele mai profunde mistere ale Universului de astăzi, forța misterioasă cunoscută sub numele de energie întunecată.
Undele sonore primordiale – cunoscute și sub numele de oscilații acustice barionice (BAO) – s-au format pe măsură ce particulele din Universul incipient au început să fie atrase împreună de gravitație.
„Atracția gravitațională a materiei întunecate din Universul timpuriu a creat „potențiale puțuri”, trăgând plasma spre interior”, spune Larissa Santos, profesor la Centrul pentru Gravitație și Cosmologie de la Universitatea din Yangzhou, China.
Totuși, plasma era atât de fierbinte încât a creat și o forță exterioară opusă.
„Fotonii au creat o presiune de radiație care a luptat împotriva gravitației și a împins totul înapoi din nou. Această luptă a creat oscilații acustice – unde sonore”, explică Santos.
Totuși, dacă oamenii ar fi trăit în epoca oscilațiilor acustice barionice, nu ar fi auzit nimic. Sunetele erau cu aproximativ 47 de octave mai mici decât nota de jos a unui pian, cu lungimi de undă enorme, de aproximativ 450.000 de ani lumină.
Acest zgomot incredibil de adânc a călătorit printr-un mediu pe care nici cele mai puternice telescoape ale noastre nu sunt în stare să-l pătrundă. Cu cât ne uităm mai adânc în Univers, cu atât vedem mai departe în istoria sa datorită timpului necesar pentru ca lumina să ajungă la noi. Putem vedea, însă, cum sarcinile electrice de la protoni și electroni neatașați în aceste etape incipiente ale Universului împrăștie și difuzează continuu lumină, creând o strălucire aleatorie. Dar BAO-urile au creat modele în acest mediu, care s-au ondulat apoi în exterior. Putem vedea dovezi ale acestora în Univers și astăzi.
Telescopul spațial Planck a reușit să capteze ecouri ale BAO-urilor din Universul timpuriu, iar oamenii de știință au reușit să le traducă în frecvențe audibile. Zumzetul este compus dintr-un ton scăzut, cu tonuri mai înalte.
Apoi, la vârsta de aproximativ 379.000 de ani, Universul s-a răcit suficient pentru ca protonii și electronii să se împerecheze și să formeze primii atomi de hidrogen neutri. Plasma a dispărut, făcând Universul transparent. În același moment, bătălia dintre radiații și gravitație s-a încheiat, BAO-urile au încetat, iar Universul a tăcut.
Explozia de energie luminoasă care s-a răspândit acum prin Univers a fost atât de puternică încât încă este văzută de radiotelescoape după 13 miliarde de ani, ca un semnal cunoscut sub numele de radiație cosmică de fond cu microunde, sau CMB. Este cea mai veche și mai detaliată înregistrare vizuală a Universului timpuriu. Și aici oamenii de știință pot vedea o „înregistrare fosilă” a primelor sunete ale Universului.
„Le vedem imprimate în CMB și, de asemenea, în structura la scară largă a Universului”, spune Santos, care face parte dintr-un nou proiect internațional de radiotelescopie care analizează ecourile acelui zgomot stins de mult.