Στο φως νετρίνα που παρήχθησαν 1 δευτερόλεπτο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη

Ένα νέο «παράθυρο» που οδηγεί στις πρώτες στιγμές γέννησης του σύμπαντος, υποστηρίζουν πως ανακάλυψαν Αμερικανοί αστρονόμοι από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια. Το «παράθυρο» αυτό είναι ίχνη από αρχέγονα νετρίνα, τα οποία όλα δείχνουν πως δημιουργήθηκαν ένα δευτερόλεπτο μετά τη Μεγάλη Έκρηξη.

Τα ίχνη αυτά εντοπίσθηκαν στην κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου (CMB), δηλαδή το υπόλειμμα της ακτινοβολίας που εξέπεμπε το σύμπαν περίπου 380.000 χρόνια μετά τη δημιουργία του. Από το 1965 που ανακαλύφθηκε αυτή η «ηχώ» της Μεγάλης Έκρηξης, αποτελεί ένα πολύτιμο εργαλείο για τους επιστήμονες, στην προσπάθειά τους να κατανοήσουν το σύμπαν στα πρώτα στάδια της κοσμικής δημιουργίας.

Το μειονέκτημα της CMB, ωστόσο, είναι πως δεν μπορεί να παράσχει πληροφορίες για προγενέστερες φάσεις του σύμπαντος. Ένα μειονέκτημα που η ομάδα από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια φαίνεται πως ξεπέρασε, καθώς εντόπισε «αποτυπώματα» νετρίνων τα οποία παράχθηκαν όταν το σύμπαν είχε ηλικία μόλις 1 δευτερόλεπτο.

Τα νετρίνα είναι στοιχειώδη σωμάτια που είναι ηλεκτρικά ουδέτερα και έχουν πολύ μικρή μάζα, ενώ αλληλεπιδρούν εξαιρετικά σπάνια με τη συμβατική ύλη. Με βάση την επικρατούσα θεωρία για τη δημιουργία του σύμπαντος, «αρχέγονα» νετρίνα παράχθηκαν τις πρώτες στιγμές της Μεγάλης Έκρηξης.

Στις σπάνιες περιπτώσεις που αυτά συγκρούονται με φωτόνια, ωστόσο, αλλάζουν ελαφρώς τη θερμοκρασία των σωματιδίων. Τέτοιες απειροελάχιστες θερμοκρασιακές μεταβολές υποστηρίζει πως εντόπισε πρόσφατα η ομάδα από το πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια, σε χάρτες της CMB που προήλθαν από μετρήσεις του δορυφόρου Planck της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος. Κατ’ αναλογία με την κοσμική μικροκυματική ακτινοβολία υποβάθρου, σε άρθρο της στο περιοδικό Physical Review Letters, η ομάδα περιγράφει αυτά τα αποτυπώματα ως «κοσμικό υπόβαθρο νετρίνων».

Αν και εδώ και δεκαετίες μοντέλα της Μεγάλης Έκρηξης προβλέπουν αυτό το κοσμικό υπόβαθρο νετρίνων, οι Αμερικανοί αστρονόμοι προσφέρουν τις πιο ισχυρές παρατηρησιακές ενδείξεις για την ύπαρξή του. Έτσι, δίνουν βάσιμες ελπίδες για την αξιοποίηση ενός νέου εργαλείου, που θα φέρει στο φως στοιχεία για την κατάσταση του σύμπαντος σε ακόμη νεαρότερη «ηλικία».

Η ίδια ανακάλυψη «φωτίζει» επίσης και τις ιδιότητες των νετρίνων, τα οποία ανήκουν στα πιο «εξωτικά» στοιχειώδη σωμάτια. Για παράδειγμα, αποδεικνύει πως τα νετρίνα δεν μπορούν να αλληλεπιδράσουν μεταξύ τους, όπως συμβαίνει στην περίπτωση άλλων σωματιδίων. Σε αντίθετη περίπτωση, θα έπρεπε να έχουν αφήσει διαφορετικές «υπογραφές» στη CMB.

Μέσω των «αρχέγονων» νετρίνων μπορεί επίσης να εξηγήσει την ασυμμετρία της ύλης με την αντιύλη που επικρατεί σήμερα στο σύμπαν, όπου κάθε αντισωμάτιο αντιστοιχεί σε 10 δισεκατομμύρια σωματίδια. Η ασυμμετρία αυτή δημιουργήθηκε στο «νεαρό» σύμπαν, με αρκετούς επιστήμονες να εκτιμούν πως τα νετρίνα έπαιξαν κάποιο ρόλο στη διαδικασία.