Одон орон судлаачид ертөнцийн хамгийн анхны оддын гэрлийг бүртгэж авчээ.

Нийтлэсэн Б Нямдаваа
2018-04-21
25

Одон орон судлаачид Их тэсрэлтээс хойш ойролцоогоор 180 сая жилийн дараа үүссэн анхны оддоос гарсан гэрлийн дохиог анх удаа бүртгэж авчээ. “Энэ нь Их тэсрэлтийн хожуу гэрэлтэлтээс гадна, эртний ертөнцөөс ямар нэг дохио олж харсан анхны тохиолдол юм” гэж уг ажлыг удирдсан Аризона мужийн их сургуулийн одон оронч Judd Bowman хэлсэн байна. Энэ дохио бол уг балар эртний гэрлийг өөртөө шингээж авсан устөрөгчийн хийн сансрын дэвсгэр цацрагт үлдээсэн “хурууны хээ” юм. Уг хурууны хээ нь эртний ертөнцийг бүрдүүлж байсан устөрөгчийн хий нь бидний таамаглаж байснаас илүү хүйтэн байсан гэдэг санааг өгч байгаа юм. Температур бага байгаа нь харанхуй матери (dark matter)-ийн нөлөөлөл гэдгийг илэрхийлэх тэмдэг байх боломжтой гэж физикчид үзэж байна. Хэрвээ энэхүү таамаглал батлагдвал уг нээлт нь харанхуй материйг түүний таталцлын нөлөөнөөс өөр бусад зүйлээр дамжуулан бүртгэж авсан анхны тохиолдол болох юм.

Зураг 1. Ертөнцийн анхны оддын гэрлийг бүртгэсэн баруун Австрали дахь радио телескоп.

Физикчид 13.7 тэрбум жилийн тэртээ явагдсан Их тэсрэлт нь ионы плазм үүсгэсэн ба уг плазм нь ертөнц тэлэх үед маш хурдтай хөрсөн гэж үздэг. Үүнээс 370000 орчим жилийн дараа уг “плазмын шөл” нь нейтрал устөрөгчийн атомуудыг бүрэлдүүлж эхэлсэн. Цаг хугацаа өнгөрөхөд, тэдгээр устөрөгчүүд нь татах хүчний нөлөөгөөр бөөгнөрч, одны хэлбэрт орон шатаж эхэлсэн. Энэ шилжилтийг бид “Сансарын гэгээ” (Cosmic dawn) гэдгээр нь мэднэ.

Уг дохиог хайхын тулд судалгааны баг баруун Австралид байх Murchison радио астрономийн ажиглалтын төвийн EDGES (Experiment to Detect the Global Epoch of Reionization Signature) гэгдэх радио телескопийг ашигласан (Зураг 1). Энэ цаг үеэс гарсан цацраг нь ертөнцийн тэлэлтийн нөлөөгөөр сунах бөгөөд дохио баригдсан зурвас нь уг долгионы насыг тодорхойлох боломж олгодог. Ингэснээр судалгааны багийхан “Сансрын гэгээ”-ний эхлэлийг Их тэсрэлтээс хойш 180 сая жил гэж тогтоосон (Зураг 2). Уг дохионы сарнил нь хоёрдох чухал үеийн тухай мэдээллийг өгдөг. Анхны оддын мөхлөөс үүсэлтэй өндөр энергитэй рентген цацраг нь оддын хоорондох устөрөгчийн хийн температурыг нэмэгдүүлэх ба ингэснээр дохио тасарч байгаа юм. Bowman-ий багийхан уг цаг үеийг Их тэсрэлтээс хойш 250 сая орчим жил гэж тогтоогоод байна.

“Таамаглаж байсан давтамж дээр дохиог бүртгэх үед дохионы хүчийг бид үнэхээр таамаглаагүй байсан” гэж Изралийн Tel Aviv их сургуулийн сансар судлаач Rennan Barkan хэлсэн бөгөөд дохионы хүч нь нэг бол сансрын гэгээний үед, таамаглаж байснаас их цацраг байсан эсвэл устөрөгчийн хий нь төсөөлж байснаас хүйтэн байсан гэдгийг илэрхийлнэ. Энэ хоёр таамаглалын устөрөгчийн хий нь ямар нэг зүйлийн нөлөөгөөр хөрсөн байх гэсэн таамаглал нь зөв гэж уг багийхан үзэж байгаа юм. Эндээс харанхуй матери нь бусад онолуудын таамаглалтай харьцуулахад хөнгөн байна гэсэн үр дүнд хүрээд байгаа бөгөөд энэ нь физикчид яагаад харанхуй материйг шууд байдлаар ажиглаж чадахгүй байгааг тайлбарлахад тус болох юм.

Одоогоор сансрын гэгээний энэхүү дохио нь бүрэн бус байгаа юм. Өөр бусад туршилтууд нь үүнийг үргэлжлүүлэн судласаар байна. Мөн ихэнх радио астрономчид ертөнцийн түүхийн өөр үеийн тухай мэдээллийг өгөх устөрөгчийн өөр дохиог хайсаар байна. Энэ төрлийн туршилтуудын нэг нь Өмнөд Африкийн Кароо цөлд байрлах олон улсын хамтын ажиллагааны радио-телескопийн төсөл бөгөөд энэхүү Hydrogen Epoch of Reionization Array нэртэй төсөл нь Bowman-ний багийхны судалсан долгионы урт дээр дохио бүртгэх зорилготой юм. Энэ туршилт нь ирэх хэдэн жилд үр дүн авчрана гэдэгт Bowman болон түүний багийнхан найдлага тавьж байна.