science >> Wetenschap >  >> anders

Is er een gat in het heelal?

Deze foto toont de verspreiding van kosmische microgolfachtergrondstraling, beginnend met het heelal net na de oerknal (links), verspreidt zich door de vele sterrenstelsels van het universum, clusters en holtes (midden), en eindigend met een recente CMB-kaart. In de gigantische leegte, de WMAP-satelliet (linksboven) detecteert een koude plek terwijl de VLA-radiotelescoop (linksonder) minder sterrenstelsels ziet. Bill Saxton, NRAO/AUI/NSF, NASA

In augustus 2007, wetenschappers van de Universiteit van Minnesota publiceerden een verbazingwekkende bevinding in de Astrophysical Journal. Het universum, zij verklaarden, er zat een gat in -- een gat dat veel groter is dan alles wat wetenschappers ooit hebben gezien of verwacht. Dit "gat" omspant bijna een miljard lichtjaar en is zes tot 10 miljard lichtjaar van de aarde verwijderd. in het sterrenbeeld Eridanus [bron:Daily Tech]. (Als referentie, een lichtjaar meet ongeveer zes biljoen mijl.)

Space Dust-afbeeldingengalerij

Wat maakt dit enorme gebied van het universum tot een gat? Het gebied vertoont bijna geen tekenen van kosmische materie, wat betekent dat er geen sterren zijn, planeten, zonnestelsels of wolken van kosmisch stof. Onderzoekers konden het niet eens vinden donkere materie , die onzichtbaar maar meetbaar is door zijn zwaartekracht. Er waren ook geen tekenen van zwarte gaten die de materie ooit in de regio zouden hebben opgeslokt.

Het gat werd aanvankelijk ontdekt door een NASA-programma dat de verspreiding van straling van de oerknal bestudeerde, waarvan wetenschappers denken dat het ons universum heeft voortgebracht. Het werd vervolgens verder onderzocht met behulp van informatie verkregen van de Very Large Array (VLA) telescoop, gebruikt in het NRAO VLA Sky Survey Project om grote delen van de zichtbare lucht te bestuderen.

Een onderzoeker beschreef de vondst als "niet normaal, " tegen computersimulaties en eerdere studies in [bron:Yahoo News]. Andere dergelijke gaten, ook gekend als leegtes , zijn eerder gevonden, maar deze vondst is veruit de grootste. Andere holtes bedragen ongeveer 1/1000ste van de grootte van deze, terwijl wetenschappers ooit een leegte op zo'n twee miljoen lichtjaar afstand observeerden - praktisch in kosmische termen [bron:CNN.com].

Astronoom Brent Tully vertelde de Associated Press dat galactische holtes zich naar alle waarschijnlijkheid ontwikkelen omdat ruimtegebieden met een hoge massa materie uit minder massieve gebieden trekken [bron:CNN.com]. Gedurende miljarden jaren, een regio kan het grootste deel van zijn massa verliezen aan een enorme buur. In het geval van deze gigantische leegte, verdere studies kunnen iets in de regio aan het licht brengen, maar het zou nog steeds veel minder zijn dan wat wordt gevonden in 'normale' delen van de ruimte.

Eerder zeiden we dat de leegte voor het eerst werd ontdekt door een NASA-programma dat de straling van de oerknal onderzocht. Op de volgende pagina, we zullen dat programma nader bekijken en hoe wetenschappers ver terug kunnen kijken in de geschiedenis van het universum -- bijna tot het begin -- om ontdekkingen zoals deze te doen.

Donkere energie en het heelal in kaart brengen

Deze twee afbeeldingen tonen temperatuurvariaties in de galactische leegte en de omliggende gebieden. De afbeelding aan de linkerkant is gemaakt door een NASA-satelliet, terwijl de afbeelding aan de rechterkant afkomstig is van een radiotelescoop die is gebruikt in de NRAO Very Large Array Sky Survey. Afbeelding met dank aan Rudnick et al., NRAO/AUI/NSF, NASA

Op 30 juni, 2001, NASA lanceerde de Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), een satelliet die sindsdien is gebruikt om in kaart te brengen kosmische microgolfachtergrond (CMB) straling. CMB-straling is miljarden jaren oud, een bijproduct van de oerknal dat wetenschappers detecteren in de vorm van radiogolven. CMB-straling geeft inzicht in de vroege geschiedenis van het heelal, laten zien hoe het eruit zag toen het nog maar een paar honderdduizend jaar oud was. En door de verspreiding van CMB-straling te onderzoeken, wetenschappers kunnen ontdekken hoe het universum zich sinds de oerknal heeft ontwikkeld en hoe het zich zal blijven ontwikkelen - of zelfs zal eindigen.

Totdat de gigantische galactische leegte verder werd bestudeerd door de onderzoekers van de Universiteit van Minnesota, het stond bekend als de "WMAP Cold Spot" omdat NASA-wetenschappers koudere temperaturen in de regio hebben gemeten dan in de omliggende gebieden. Het temperatuurverschil bedroeg slechts enkele miljoensten van een graad, maar dat was genoeg om aan te geven dat er iets heel anders was aan dat deel van de ruimte.

Om te begrijpen waarom galactische leegten als koeler verschijnen, het is belangrijk om de rol van donkere energie. Leuk vinden donkere materie , donkere energie komt overal in het bekende universum voor. Maar in een gebied zonder donkere energie, fotonen (afkomstig van de oerknal) nemen energie op van objecten wanneer ze deze naderen. Terwijl ze weggaan, de zwaartekracht van die objecten neemt die energie terug. Het resultaat is geen netto verandering in energie.

Een gebied waar donkere energie aanwezig is werkt anders. Wanneer fotonen door de ruimte gaan die donkere energie bevat, de donkere energie geeft de fotonen energie. Daardoor worden gebieden met veel fotonen en donkere energie op scans als energieker en heter weergegeven. Fotonen verliezen een deel van hun energie als ze door een galactische leegte gaan zonder donkere energie. Die gebieden zenden op hun beurt koelere straling uit. Een gigantische leegte waar weinig materie of donkere energie aanwezig is, zoals de WMAP Cold Spot, veroorzaakt aanzienlijke dalingen van de stralingstemperatuur.

Zowel donkere materie als donkere energie blijven voor wetenschappers nogal mysterieus. Er is veel wetenschappelijk onderzoek gaande om deze stoffen en hun rol in verschillende kosmische processen te onderzoeken. Donkere energie wordt misschien nog minder begrepen dan donkere materie, maar wetenschappers weten wel dat donkere energie een belangrijke rol speelt bij het versnellen van de groei van het universum, vooral in de recente kosmologische geschiedenis. We weten ook dat fotonen die door donkere energie gaan, zorgen voor het soort energieveranderingen die verschillende temperaturen produceren die op hun beurt worden weergegeven in de CMB-kaart. Door deze temperatuurschommelingen te onderzoeken, kunnen wetenschappers leren hoe het universum groeit en zich ontwikkelt. En aangezien donkere energie het meest voorkomende type energie in het universum is, het zou de komende jaren een prominente rol moeten blijven spelen in het kosmologisch onderzoek.

Voor meer informatie over leegtes, donkere energie en aanverwante onderwerpen, bekijk de links op de volgende pagina.

Veel meer informatie

Gerelateerde HowStuffWorks-artikelen

  • Gat in het universum-quiz
  • Hoe satellieten werken
  • Hoe licht werkt
  • Hoe Space Shuttles werken
  • Hoe telescopen werken
  • Hoe de Hubble-ruimtetelescoop werkt

Meer geweldige links

  • Wilkinson Magnetron Anisotropie Probe
  • WMAP-missie:resultaten

bronnen

  • "Een gat, veel niets gevonden door astronomen." Geassocieerde pers. CNN.com. 24 aug. 2007. http://www.cnn.com/2007/TECH/space/08/24/universe.hole.ap/index.html
  • "Astronomen vinden gapend gat in het heelal." 23 aug. 2007. http://www.physorg.com/news107109720.html
  • "Gapend 'gat' in de kosmos gedetecteerd." Wereld wetenschap. 23 aug. 2007. http://www.world-science.net/othernews/070823_void.htm
  • "Wilkinson Magnetron Anisotropie Probe." Nasa. http://map.gsfc.nasa.gov/
  • Asscher, Michaël. "Gapend gat gevonden in heelal." Dagelijkse techniek. 25 augustus 2007. http://www.dailytech.com/Gaping+Hole+Found+in+Universe/article8598.htm
  • Atkins, Willem. "De leegte van de ruimte is echt leeg in het sterrenbeeld Eridanus." iTWire. 26 augustus 2007. http://www.itwire.com/content/view/14158/1066/
  • Britt, Robert Roy. "Enorm gat gevonden in het heelal." RUIMTE.com. Yahoo Nieuws. 24 aug. 2007. http://news.yahoo.com/s/space/20070824/sc_space/hugeholefoundintheuniverse