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/ TIME: Almanac 1995 / TIME Almanac 1995.iso / time / 050492 / 0504300.000 < prev    next >
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Text File  |  1994-03-25  |  6.6 KB  |  139 lines

  1. <text id=92TT0955>
  2. <title>
  3. May  04, 1992: Echoes of the Big Bang
  4. </title>
  5. <history>
  6. TIME--The Weekly Newsmagazine--1992               
  7. May  04, 1992  Why Roe v. Wade Is Already Moot       
  8. </history>
  9. <article>
  10. <source>Time Magazine</source>
  11. <hdr>
  12. SCIENCE, Page 62
  13. Echoes of the Big Bang
  14. </hdr><body>
  15. <p>By peering back into the beginning of time, a satellite finds
  16. the largest and oldest structures ever observed -- evidence
  17. of how the universe took shape 15 billion years ago
  18. </p>
  19. <p>By MICHAEL D. LEMONICK/WASHINGTON
  20. </p>
  21. <p>    They were, by far, the largest and most distant objects
  22. that scientists had ever detected: a swath of gargantuan cosmic
  23. clouds some 15 billion light-years from earth. But even more
  24. important, it was the farthest that scientists had ever been
  25. able to peer into the past, for what they were seeing were the
  26. patterns and structures that existed 15 billion years ago. That
  27. was just about the moment -- or more precisely, an infinitesimal
  28. 300,000 years after the moment -- that the universe was born.
  29. What the researchers found was at once both amazing and
  30. expected: NASA'S Cosmic Background Explorer satellite -- COBE
  31. -- had discovered landmark evidence that the universe did in
  32. fact begin with the primeval explosion that has become known as
  33. the Big Bang.
  34. </p>
  35. <p>    In anticipation of the announcement, an overflow crowd had
  36. crammed into the meeting of the American Physical Society in
  37. Washington last week, and they were not disappointed. "If you're
  38. religious, it's like looking at God," proclaimed the leader of
  39. the research team, George Smoot, an astrophysicist at the
  40. University of California, Berkeley. Princeton astrophysicist
  41. David Spergel, who had recently co-authored a theory that was
  42. demolished by the COBE results, cheerily admitted, "We're dead.
  43. But this is great stuff . . . It's the most important discovery
  44. in cosmology in the past 20 years."
  45. </p>
  46. <p>    The existence of the giant clouds was virtually required
  47. for the Big Bang, first postulated in the 1920s, to maintain
  48. its reign as the dominant explanation of the cosmos. According
  49. to the theory, the universe burst into being as a
  50. submicroscopic, unimaginably dense knot of pure energy that flew
  51. outward in all directions, spewing radiation as it went,
  52. congealing into particles and then into atoms of gas. Over
  53. billions of years, the gas was compressed by gravity into
  54. galaxies, stars, planets and, eventually, even humans.
  55. </p>
  56. <p>    The first evidence of this scenario was established in
  57. 1964, when astronomers discovered the cosmic microwave
  58. background, the original radiation from the Big Bang. The second
  59. part, though, was much trickier. In order for gravity to make
  60. galaxies out of atoms, it needed something to work with -- some
  61. chunks of space in which the atoms were closer together, a
  62. region of greater than average density, so that they could draw
  63. surrounding matter in. The excess densities need not have been
  64. very large, but they had to be there if matter was to congeal.
  65. And if they were present, they should be visible to a sensitive
  66. enough probe in the form of warm and cool spots mottling the
  67. microwave background.
  68. </p>
  69. <p>    The COBE satellite was designed to be sensitive enough,
  70. but the first maps of the microwave sky it beamed down showed
  71. nothing. That was not a big problem. The research team knew that
  72. the cosmic microwaves are polluted with local microwaves from
  73. the Milky Way galaxy and that it would take months of computer
  74. analysis to weed out the unwanted signals.
  75. </p>
  76. <p>    In the end, it took more than a year. What finally
  77. appeared on the computer screens at the Goddard Space Flight
  78. Center in Maryland was a map with blotches of all sizes
  79. indicating regions of the sky where the microwaves are a
  80. minuscule 30 millionths of a degree warmer or cooler than
  81. average -- almost imperceptible, but enough to save the Big Bang
  82. theory. Says University of California, Berkeley, astronomer
  83. Joseph Silk: "They've found the missing link. This removes the
  84. biggest remaining objection to the Big Bang."
  85. </p>
  86. <p>    Because the microwaves have been traveling for 15 billion
  87. years to get to the COBE sensors, the warm patches have long
  88. since evolved into groups of galaxies. Even the smallest patch
  89. observed by COBE is by far the largest area ever surveyed. The
  90. structures dwarf the "great wall" of galaxies discovered in
  91. 1990. The largest spans one-third of the known universe, or 10
  92. billion light-years, which is 60 billion trillion (60 followed
  93. by 21 zeros) miles.
  94. </p>
  95. <p>    COBE is designed to see just the biggest structures, but
  96. astronomers would like to see much smaller hot spots as well,
  97. the seeds of local objects like clusters and superclusters of
  98. galaxies. They shouldn't have long to wait. Astrophysicists
  99. working with ground-based detectors at the South Pole and
  100. balloon-borne instruments in the stratosphere are closing in on
  101. such structures, and may report their findings soon.
  102. </p>
  103. <p>    If the small hot spots look as expected, that will be a
  104. triumph for yet another scientific idea, a refinement of the Big
  105. Bang called the inflationary universe theory. Inflation says
  106. that very early on, the universe expanded in size by more than
  107. a trillion trillion trillion trillionfold in much less than a
  108. second, propelled by a sort of antigravity. Bizarre though it
  109. sounds, cosmic inflation is a scientifically plausible
  110. consequence of some respected ideas in elementary-particle
  111. physics, and many astrophysicists have been convinced for the
  112. better part of a decade that it is true.
  113. </p>
  114. <p>    One prediction that comes out of the theory of inflation
  115. is that the mix of big and small hot spots in the early
  116. universe should follow a characteristic pattern. The spots COBE
  117. found conform to that pattern, and scientists like Smoot expect
  118. that the smaller hot spots will too. Another prediction of
  119. inflation is the surprising notion that everything astronomers
  120. can see, including all the stars and galaxies, constitutes just
  121. 1% of existing matter. The other 99% of the universe is dark and
  122. invisible.
  123. </p>
  124. <p>    There is already strong evidence that at least some dark
  125. matter must exist. The Milky Way and virtually all other
  126. galaxies rotate so fast that they should literally fly apart --
  127. unless the gravity from invisible halos of dark matter is
  128. holding them together. The halos still fall short of what
  129. inflation requires, but bolstered by the latest results,
  130. theorists are sure the rest will be found. Says Paul Steinhardt,
  131. a University of Pennsylvania physicist who helped develop
  132. inflation: "We were confident in our theory, of course, but it's
  133. always nice to know that Nature is cooperating."
  134. </p>
  135.  
  136. </body></article>
  137. </text>
  138.  
  139.