Válaszok a végső kérdésekre

A tervek szerint szombaton startol a NASA MAP nevű űrszondája, amely az Univerzum keletkezésével, fejlődésével és sorsával kapcsolatos alapvető kérdésekre adhat választ.

A MAP (Microwave Anisotropy Probe) a kozmikus mikrohullámú sugárzást fogja minden eddiginél részletesebben feltérképezni. Ez a sugárzás hordozza a legősibb információkat az Univerzumról; még jóval azelőtt szabadult fel, hogy az első galaxisok és csillagok kialakultak volna. E sugárzás a legősibb időkből származó "kövület" (egyébként maradványsugárzásnak is nevezik), amelynek elemzésével az Ősrobbanás után mindössze 300 ezer évvel történt eseményeket lehet rekonstruálni. A csillagászok és kozmológusok a megfigyelések eredményeitől remélik olyan alapvető kérdések megválaszolását, mint például

örökké tágulni fog-e a Világegyetem, vagy visszafordul a tágulás, s egy nagy összeomlásban (Nagy Reccs) végződik;

valóban a sötét anyag uralja-e az Univerzumot;

milyen alakú az Univerzum;

hogyan és mikor keletkeztek az első galaxisok;

lassulva vagy gyorsulva tágul-e jelenleg az Univerzum.

Az Ősrobbanás fénye - a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás és az eddigi kutatások

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 (lásd a fenti képet). 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 MAP vizsgálatai

A szonda egy Delta-II-es hordozórakétára szerelve

Mindezek eredményeképpen tehát jóval részletesebb térkép készülhet majd az Univerzum "gyermekkoráról", s e térkép remélhetően valóban sokat elárul majd számunkra a nagy kérdésekről.

A szonda körülbelül négyszeres holdtávolságra, az L2-es pont körül kering majd, amit a start után három hónappal ér el. A pozíció elfoglalását követően kezdődnek a mérések, amelyek a tervek szerint másfél esztendőt vesznek igénybe. A küldetés teljes költsége 145 millió USD.

M. M. - S. T.