في علم الكونيات الكمي، تعرف التذبذبات الصوتية للباريون (BAO)، بأنها تقلبات في كثافة المادة الباريونية المرئية للكون؛ بسبب موجات الكثافة الصوتية في البلازما البدائية للكون المبكر.
ما المقصود بالتذبذبات الصوتية الباريونية
- بنفس الطريقة التي توفر بها المستعرات الأعظمية شمعة قياسية للملاحظات الفلكية، يوفر تجميع المادة (BAO) مسطرة قياسية لمقياس الطول في علم الكونيات.
- يتم تحديد طول هذا المسطرة عن طريق إيجاد أقصى مسافة يمكن أن تنتقل بها الموجات الصوتية في البلازما البدائية، وذلك قبل أن تبرد البلازما إلى النقطة التي أصبحت فيها ذرات محايدة حقبة إعادة التركيب، مما أوقف توسع موجات كثافة البلازما تجميدها في مكانها.
- يمكن قياس طول هذه المسطرة القياسية 490 مليون سنة ضوئية في عالم اليوم من خلال النظر إلى بنية المادة واسعة النطاق باستخدام المسوحات الفلكية، وتساعد قياسات (BAO) علماء الكونيات على فهم المزيد عن طبيعة الطاقة المظلمة التي تسبب التوسع المتسارع للكون من خلال تقييد المعلمات الكونية.
- يتألف الكون المبكر من بلازما ساخنة وكثيفة من الإلكترونات والباريونات، والتي تشمل البروتونات والنيوترونات، وكانت الفوتونات التي تنتقل في هذا الكون محاصرة بشكل أساسي، وغير قادرة على السفر لأي مسافة كبيرة قبل التفاعل مع البلازما عبر تشتت طومسون.
- يُعرف متوسط المسافة التي يمكن أن يقطعها الفوتون قبل التفاعل مع البلازما بمتوسط المسار الحر للفوتون، إذ أنه مع توسع الكون، بردت البلازما إلى أقل من 3000 كلفن، وهي طاقة منخفضة بما يكفي، بحيث يمكن للإلكترونات والبروتونات في البلازما أن تتحد لتشكل ذرات هيدروجين متعادلة، وهذا يحدث إعادة التركيب عندما كان عمر الكون حوالي 379000 سنة، أو عند انزياح أحمر قدره z = 1089.
- تتفاعل الفوتونات بدرجة أقل بكثير مع المادة المحايدة، وبالتالي عند إعادة التركيب أصبح الكون شفافًا للفوتونات، مما يسمح لها بالانفصال عن المادة والدفق الحر عبر الكون، حيث يعتبر إشعاع الخلفية الكونية الميكروويف (CMB) هو ضوء انبعث بعد إعادة التركيب.
