نوسان اکوستیک باریونیک

نوسان آکوستیک باریونیک. در کیهان شناسی نوسانات آکوستیک باریونی ( انگلیسی: Baryon acoustic oscillations ) یا ( BAO ) نوساناتی در چگالی مادهٔ باریونی قابل مشاهدهٔ ( ماده عادی ) جهان است که ناشی از امواج چگالی صوتی در پلاسمای اولیه جهان اولیه است. همان طور که ابرنواخترها یک «شمع استاندارد» برای مشاهدات نجومی ارائه می دهند، [ ۱] خوشه بندی مواد BAO یک «خط کش استاندارد» برای مقیاس طول در کیهان شناسی را فراهم می کند. [ ۲] طول این خط کش استاندارد با حداکثر مسافتی که امواج صوتی در پلاسمای اولیه می توانند طی کنند قبل از سرد شدن پلاسما به نقطه ای تبدیل می شود که به اتم های خنثی تبدیل می شود ( دورهٔ بازترکیبی ) ، که باعث متوقف شدن گسترش امواج چگالی پلاسما می شود. آنها را در جای خود «فریز» شده اند. طول این خط کش استاندارد ( تقریبا ۴۹۰ میلیون سال نوری در جهان امروز[ ۳] ) را می توان با مشاهده ساختار مقیاس بزرگ ماده با استفاده از بررسی های نجومی اندازه گیری کرد. [ ۳] اندازه گیری های BAO به کیهان شناسان کمک می کند تا با محدودکردن پارامترهای کیهان شناختی بیشتری در مورد ماهیت انرژی تاریک ( که باعث گسترش سریع جهان می شود ) داشته باشند. [ ۲]
جهان اولیه شامل یک پلاسمای داغ و متراکم از الکترون ها و باریون ها ( که شامل پروتونها و نوترونها می شود ) بود. فوتونها ( ذرات نوری ) که در این جهان در حال حرکت هستند اساساً به دام افتاده بودند و قادر نبودند تا فاصلهٔ قابل توجهی را پیش از تعامل با پلاسما از طریق پراکندگی تامسون طی کنند. [ ۴] مسافتی را که یک فوتون می تواند قبل از برهمکنش با پلاسما طی کند، به عنوان میانگین مسیر آزاد فوتون شناخته می شود. با انبساط جهان، دمای پلاسما به زیر ۳۰۰۰ کلوین سرد شد - این انرژی به اندازهٔ کافی پایین است که در آن الکترون ها و پروتون های موجود در پلاسما می توانند با یکدیگر ترکیب شده و اتم های هیدروژن خنثی را تشکیل دهند. این بازترکیبی زمانی اتفاق افتاد که جهان حدود ۳۷۹٬۰۰۰ سال سن داشت، یا در انتقال به سرخ z = ۱۰۸۹ فوتون ها با مادهٔ خنثی به میزان بسیار کمتری برهم کنش می کنند و بنابراین در ترکیب مجدد جهان در برابر فوتون ها شفاف شد و به آنها فرصت جدا شدن از ماده و جریان یافتن آزاد در جهان را داد. [ ۴]