Kosmische verjaardag: 'Big Bang Echo' 50 jaar geleden ontdekt vandaag

Het begrip van de mensheid van het universum maakte vandaag 50 jaar geleden een enorme sprong voorwaarts.

Op 20 mei 1964 ontdekten Amerikaanse radioastronomen Robert Wilson en Arno Penzias de kosmische achtergrondstralenstraling (CMB), het oude licht dat het universum 380.000 jaar na de schepping begon te verzadigen. En dat deden ze zo ongeveer per ongeluk.

De Holmdale Horn-antenne van Bell Labs in New Jersey kreeg te allen tijde een vreemd zoemend geluid dat uit alle delen van de hemel kwam. De herrie verbaasde Wilson en Penzias, die hun best deden om alle mogelijke storingsbronnen te elimineren, en zelfs enkele duiven die in de antenne nestelden te verwijderen. [CMB: Big Bang Relic Explained (Infographic)]

"Toen we voor het eerst dat onverklaarbare 'gezoem' hoorden, begrepen we de betekenis ervan niet, en we hadden nooit gedacht dat het verbonden zou zijn met de oorsprong van het universum, 'zei Penzias in een verklaring. "Pas toen we elke mogelijke verklaring voor de oorsprong van het geluid uitputten, beseften we dat we op iets groots waren gestuit."

En het was inderdaad groot. Penzias en Wilson hadden de CMB gezien, de voorspelde thermische echo van de explosieve geboorte van het universum. De mijlpaal vond de Big Bang-theorie op vaste grond, wat suggereert dat de kosmos inderdaad groeide uit een klein zaadje - een enkel punt - ongeveer 13,8 miljard jaar geleden.

De twee radioastronomen wonnen de Nobelprijs voor de natuurkunde in 1978 voor hun werk en deelden de prijs met de Sovjetwetenschapper Pyotr Kapitsa.

Oud licht

De CMB is het oudste licht in het universum, daterend uit het eerste tijdperk waarin fotonen vrij konden reizen. Kort na de oerknal was de kosmos een ziedende, ondoorzichtige mist van plasma en energie; dingen veranderden ongeveer 380.000 jaar later, toen de temperaturen voldoende daalden om elektrisch neutrale atomen te vormen, en het universum transparant werd.

De CMB is opmerkelijk uniform en verleent steun aan de theorie van de kosmische inflatie, die stelt dat het universum veel sneller expandeerde dan de lichtsnelheid slechts een paar kleine fracties van een seconde na de oerknal.

"Waarom de kosmische achtergrondtemperatuur van de microgolven op verschillende plaatsen in de lucht hetzelfde is, zou een mysterie zijn als het niet voor de inflatie was, maar onze hele lucht kwam uit deze kleine regio," vertelde Charles Bennett van de Johns Hopkins University in Baltimore aan ProfoundSpace .org vorig jaar. Bennett is hoofdonderzoeker van NASB's CMB-mapping Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), die in 2001 werd gelanceerd en in 2010 geen gegevens meer verzamelde.

Maar de CMB bevat ook minieme temperatuurvariaties, die gebieden met verschillende dichtheden aanduiden. Deze dichtheidsfluctuaties waren de zaden die uiteindelijk aanleiding gaven tot sterren, sterrenstelsels en alle andere structuren die we tegenwoordig in het universum waarnemen, zeggen onderzoekers.

Wetenschappers hebben door de jaren heen veel informatie van de CMB gehaald. In maart bijvoorbeeld, kondigde een team van astronomen aan dat ze bewijzen hadden gevonden van oorspronkelijke zwaartekrachtgolven in de CMB - een ontdekking die, indien bevestigd, een langverwacht 'rokend wapen' biedt voor de theorie van kosmische inflatie.

Dergelijke ontdekkingen blijven indruk maken op Wilson.

"Het is verbazingwekkend voor mij dat mensen iets kunnen uitgraven dat een tiende van een deel per miljoen van de kosmische achtergrond is, vooral gezien veel voorgrond die in de weg zou kunnen zitten," vertelde hij ProfoundSpace.org in maart.

"En ik denk dat mijn echte gedachte is hoeveel er is voortgekomen uit wat kan worden gezien in de kosmische achtergrondstraling," voegde hij eraan toe. "De echte handtekening die we zagen was dat het absoluut constant was, en nu blijken de kleine variaties erin een schat aan informatie te bevatten." [Kosmische inflatie en zwaartekrachtgolven: volledige dekking]

De ontdekking vieren

Bell Labs organiseert vandaag een 50-jarig jubileum in zijn vestiging in Holmdale, waar Penzias en Wilson - die nu respectievelijk 81 en 78 jaar oud zijn - aanwezig zullen zijn, evenals Bell Labs president en CTO Marcus Weldon.

Tijdens het evenement zal Bell Labs - de onderzoekstak van het in Parijs gevestigde bedrijf Alcatel-Lucent - ook de Bell Labs Prize bekendmaken, een wedstrijd die wetenschappers over de hele wereld de kans biedt om hun ideeën op het gebied van informatie en communicatie Technologie.

De uitdaging biedt een hoofdprijs van $ 100.000; de tweede prijs is $ 50.000 en een derde $ 25.000. Winnaars kunnen ook de kans krijgen om hun ideeën te ontwikkelen bij Bell Labs, aldus bedrijfsvertegenwoordigers.

"Ik denk dat het passend is dat we vandaag, terwijl we deze ongelooflijke Nobelprijs winnende prestatie van Arno en Bob eren en vieren, een programma lanceren dat is bedoeld om wereldwijd veranderende ontdekkingen en innovaties te inspireren door jonge onderzoekers die ooit in hun voetstappen, 'zei Weldon.

"De Bell Labs-prijs is bedoeld om innovators te herkennen met het vermogen en de visie om de gemeenschappelijke aannames uit te dagen en manieren te vinden om de manier waarop we leven, werken, communiceren, samenwerken en contact maken met elkaar en onze digitale wereld te revolutioneren," voegde hij eraan toe.

De deadline voor het invoeren van de Bell Labs-prijs is 15 juli. U kunt hier meer informatie over de wedstrijd vinden: www.bell-labs.com/prize