دانشمندان حاضر در پروژه «تلسکوپ قطب‌جنوب» برای نخستین بار یک تاب‌خوردگی ظریف را در قدیمی‌ترین نور جهان کشف کرده‌اند.

 این امر می‌تواند معماهای موجود در مورد اولین لحظات شکل‌گیری جهان را آشکار کند.

دانشمندان حاضر در این مطالعه، الگوهای تاب‌خوردگی در قطبش پس‌زمینه میکروموج کیهانی را مشاهده کردند.

این پس‌زمینه نوری است که آخرین بار در ابتدای تاریخ جهان و کمتر از 400 هزار سال پس از «انفجار بزرگ» با ماده تعامل داشته است.

این الگوها که B modes نام دارند، هنگام خم‌شدن مسیر نور توسط اجرام عظیم کیهانی، (درست مانند خم‌شدن نور هنگام متمرکزشدن یک عدسی بر آن) رخ می‌دهند.

تیمی از محققان به رهبری جان کالسترام، استاد ستاره‌شناسی و اخترفیزیک دانشگاه شیکاگو، این کشف را صورت دادند.

آن‌ها با استفاده از داده‌های حاصل از یک دوربین حساس به قطبش موسوم به SPTpol که در ژانویه 2012 بر روی تلسکوپ قطب‌جنوب نصب شد، به این موفقیت نائل آمدند.

کالسترام گفت: کشف قطبش توسط تلسکوپ قطب‌جنوب دستاورد بزرگی به شمار می‌آید و نشان‌دهنده ظهور فیزیکی هیجان‌انگیز است.

پس‌زمینه میکروموج کیهانی، دریایی از فوتون‌هایی (ذرات نوری) است که از انفجار بزرگ به جا مانده‌اند و در تمامی فضا، در دمای منفی 270 درجه سلسیوس (سه درجه بالاتر از صفر مطلق) منتشر شده‌اند.

اندازه‌گیری‌های این نور باستانی پیش‌تر به فیزیک‌دان‌ها اطلاعات ارزشمندی در خصوص ویژگی‌های جهان ارائه داده است.

تغییرات ریز در دمای این نور با استفاده از آزمایشگاهای چندگانه ترسیم شده‌ و دانشمندان در حال کسب اطلاعات بیشتر از نور قطبیده‌شده هستند.

نور زمانی قطبیده می‌شود که امواج الکترومغناطیس آن ترجیحا به جهت خاصی تمایل داشته باشند.

نور پس‌زمینه میکروموج کیهانی بیشتر به دلیل انتشار فوتون‌های ناشی از الکترون‌های ابتدای جهان قطبیده می‌شود.

الگوهای قطبش حاصل از نوع E modes هستند که کشف آن‌ها آسان‌تر از انواع ضعیف‌تر B modes است و یک دهه پیش برای نخستین بار اندازه‌گیری شدند.

با این حال، B modes نمی‌تواند توسط انتشار ساده تولید شود و به فرآیند پیچیده‌تری برای اندازه‌گیری نیاز دارد.

بزرگنمایی گرانشی می‌تواند E modes را به هنگام عبور فوتون‌ها از کنار کهکشان‌ها و دیگر اشیای عظیم کیهانی بر سر راهشان به سمت زمین، به B modes تغییر دهد. این انتظار اکنون برآورده شده است.

دانشمندان حاضر در این پروژه از یک نقشه با موضوع توزیع جرم در جهان و با هدف تعیین مکان رخداد بزرگنمایی گرانشی استفاده کردند.

آنها همچنین اندازه‌گیری‌هایشان از E modes را با توزیع جرم و با هدف ارائه الگویی از تغییر قابل‌انتظار به B modes ترکیب کردند.

دانشمندان اکنون در حال بررسی بیشتر اندازه‌گیری‌های خود از B modes هستند، زیرا مطالعه دقیق آنها به محققان در درک بهتر جهان کمک می‌کند.

جزئیات این دستاورد علمی در مجله Physical Review Letters منتشر شد.