Die Nachwirkungen des Urknalls - der Moment, in dem unser Universum vor ungefähr 13, 8 Milliarden Jahren explodierte - waren ein wenig antiklimaktisch.
Nach all dem Hullabaloo war das Universum für einige Zeit kalt und dunkel, voller Strahlung und Wasserstoffgaswolken. Sterne tauchten erst Millionen von Jahren später auf, ein Moment namens Cosmic Dawn. Jetzt, berichtet Hannah Devlin vom Guardian, haben Forscher Signale von dem entdeckt, von dem sie glauben, dass es die allerersten Sterne sind. Wenn der Fund bestätigt wird, können Wissenschaftler einen Blick auf die antiken Ursprünge des Universums werfen.
Wie Sarah Kaplan von der Washington Post berichtet, ist das Licht dieser Sterne viel zu schwach für Teleskope. Wissenschaftler haben jedoch vermutet, dass die funkelnden Lichtkugeln beim Aufblinken der ersten Sterne mit der Reststrahlung des Urknalls interagiert hätten und eine unauslöschliche Spur hinterlassen hätten. Und 1999 schlugen Astrophysiker vor, dass dieses sehr schwache Signal nachweisbar sein könnte. Indem sie diese Hintergrundstrahlung, die als kosmischer Mikrowellenhintergrund (Cosmic Microwave Background, CMB) bekannt ist, sorgfältig untersuchten, glaubten sie, durch das frühe Flackern des Lichts einen Einbruch im Spektrum zu finden.
Dieses Signal zu finden war jedoch keine einfache Aufgabe. Es wurde vorausgesagt, dass es mitten in den FM-Radiowellen liegt, was bedeutet, dass terrestrische Sendungen und andere natürliche Signale den schwachen Abfall leicht überwinden könnten. Einer Pressemitteilung zufolge verwendeten die Forscher EDGES (Experiment zur Erkennung der globalen EoR-Signatur), eine kleine, sehr präzise tischförmige Antenne in Westaustralien, um das Durcheinander zu beseitigen.
Im Wesentlichen verschlingt die Antenne die verfügbaren Funkdaten, die die Forscher dann sorgfältig durchsehen können. Wie Kaplan berichtet, möchte Peter Kurczynski, Programmdirektor der National Science Foundation, alle bis auf einen Radiosender einschalten und dann nach dem fehlenden Sender suchen. "Das Team muss Radiowellen auffangen und dann nach einem Signal suchen, das etwa 0, 01% des kontaminierenden Radiogeräusches unserer eigenen Galaxie ausmacht", sagt Andrew Pontzen, Kosmologe am University College London, gegenüber Devlin. "Es ist Nadel-im-Heuhaufen-Territorium."
(NR Fuller / National Science Foundation) Nachdem das Team laute und nahe Signale ausgesondert hatte, fand es tatsächlich das, wonach es suchte - ein Abfall der Wellenlänge, der darauf hindeutete, dass die kosmische Dämmerung etwa 180 Millionen Jahre nach dem Urknall stattfand. Zwei Jahre lang suchten sie nach alternativen Erklärungen und positionierten die EDGES-Antenne neu, um die Genauigkeit ihrer Messung zu testen. Aber sie kamen zu dem gleichen Schluss: Sie sahen Signale von den ersten Blitzen in unserem Universum. Sie veröffentlichten ihren Fund diese Woche in der Zeitschrift Nature .
Der Hauptautor Judd Bowman, Astrophysiker an der Arizona State University, sagt Kaplan, dass diese frühen Sterne sich ein bisschen von unserer Sonne und anderen modernen Sternen unterschieden. Die Sterne waren blau und brannten schnell. Sie bestanden aus den einzigen Elementen im frühen Universum - Helium und Wasserstoff. Schließlich explodierten die Sterne und erzeugten schwerere Elemente wie Sauerstoff und Kohlenstoff, die Zutaten für das Leben. "Diese Sterne haben den Samen für alles geschaffen, was aus ihnen herauskam", sagt er. „In gewisser Weise ist es wie der Dünger auf dem Feld. Sie können die Ernte nicht anbauen, ohne die richtigen Zutaten in die Mischung zu geben. Das haben diese Stars getan. “
Der Signaleinbruch war sehr unterschiedlich als von den Forschern erwartet. Tatsächlich war es doppelt so groß wie die vorgeschlagenen Modelle. Das bedeutet, erklärt Devlin, dass der ursprüngliche Wasserstoff doppelt so viel Strahlung absorbierte wie vorhergesagt, und das frühe Universum war wahrscheinlich noch kälter als angenommen, ungefähr -454 Fahrenheit.
Um Hilfe bei der Interpretation des Fundes zu erhalten, konsultierten sie den Astrophysiker der Universität Tel Aviv, Rennan Barkana. In einer Begleitstudie argumentiert er, dass die Diskrepanz durch dunkle Materie erklärt werden kann, eine theoretische Art von Materie, die hilft, unsere Beobachtungen des Universums zu erklären. Barkana argumentiert, dass Wechselwirkungen zwischen Dunkler Materie und Normaler Materie die Radiosignatur erklären können.
Der Harvard-Astronom Lincoln Greenhill warnt in einer Analyse für Nature, dass der Fund einer weiteren Bestätigung bedarf. Dies könnte jedoch enorme Auswirkungen haben, da Astronomen die dreidimensionale Struktur des Universums abbilden und neue Einblicke in diese frühen dunklen Zeiten gewinnen können. Es könnte sogar Forschern helfen, endlich das Geheimnis zu lüften, was dunkle Materie wirklich ist.
