Prejšnji mesec so astrofiziki napovedali revolucionarno odkritje: prepričljivi dokazi so bili ugotovljeni za obstoj gravitacijskih valov in vir teh valov bi lahko bilo obdobje inflacije takoj po Big Bangu.
Mogoče je to prepričljiv dokaz, toda ali obstaja kakšna druga razlaga?
V dokumentu, predstavljenem v predhodnih publikacijah ArXiva prejšnji teden, so trije teoretični fiziki odložili rezultate projekta Kozmične ekstragalaktične polarizacije 2 (BICEP2), kar kaže, da obstaja še en vir gravitacijskih valov.
Najprej se vrnimo malo nazaj. Kaj je inflacija in kako so gravitacijski valovi dokazali njen pojav?
Grafična predstavitev singularnosti vesolja.
Na kratko, ko je projekt BICEP2 odkril polarizacijske valove v kozmičnem mikrovalovnem ozadju (CMB), je signal ustrezal teoretičnim napovedim o tem, kako naj gravitacijski valovi izgledajo. Toda doslej je bilo težko zaznati gravitacijske valove (obstoj katerih je Einstein predlagal med razvojem njihove splošne teorije relativnosti pred skoraj 100 leti). Rezultati raziskave BICEP2 so torej na prvi pogled zgodovinski. Te ugotovitve gravitacijskih valov ne izpodbija noben znanstvenik. Toda kako so ti gravitacijski valovi na koncu pustili neizbrisno oznako na kozmičnem mikrovalovnem ozadju? To je točka spora.
Kozmični mikrovalovni sloj obstaja povsod, v meji naših možnosti opazovanja. Glede na to, da je to "Odmev" Velikega poka, ki se je zgodil pred skoraj 14 milijardami let, lahko analiziramo zelo majhna temperaturna nihanja (znana kot "anizotropije), da bi dobili idejo o strukturi vesolja takoj po Velikem poku.
Kozmologi verjamejo, da je za obstoj vesolja na sedanji lestvici prvič prišlo do velikega poka, potem pa je prišlo do obdobja intenzivnega pospeševanja. Hitrejša od hitrosti svetlobe se je širitev zgodila v milijardo. Milijarde milijarde milijoninke milijoninke sekunde po Velikem poku.
Faze razvoja vesolja. Kliknite sliko za povečavo
Za moderno razumevanje vesolja bo pošteno, da bi morala obstajati inflacija.
Kot pojasnjuje projektna skupina BICEP2, gravitacijski val, zaprt v kozmični mikrovalovni plasti, predpostavlja, da so gravitacijski valovi sami po sebi inflatornega izvora. Gravitacijski valovi, ki ustvarjajo najbolj energične dogodke v vesolju, ki segajo od črnih lukenj in končajo z eksplozijami zvezd, se širijo v prostoru-času s hitrostjo svetlobe. Raziskovalci inflacijske teorije prav tako menijo, da lahko primarni gravitacijski valovi nastanejo med najbolj intenzivnim dogodkom, ki ga ne bomo nikoli videli: inflacijo. Rezultati projekta BICEP2 nedvomno kažejo na prepričljive dokaze o inflacijskem in kvantnem izvoru teh valov.
Vendar pa so teoretični fiziki James B. Dent (University of Louisiana, Lafayette), Lawrence M. Krauss (Univerza v Arizoni, Tempe) in Harsh Mathur (University Case Western Reserve, Cleveland, Ohio). ) menijo, da so raziskovalci BICEP2 morda zamudili alternativni vir teh valov.
"Kljub dejstvu, da je inflacijski signal najbolj verjeten vir (signala gravitacijskega vala), trenutno merjenje toka še vedno dopušča možnost, da se lahko pojavijo gravitacijski valovi ozadja kot posledica samoreguliranega skalarnega prehoda v ozadju, ki se je pojavil malo kasneje." napisal je fiziko.
Torej, kaj to pomeni?
Lambda-CBR Universe Chart (od velikega praska do naše dobe).
Po Velikem poku je vesolje izgledalo kot kaotična energija. Takoj, ko se je začela ohladiti, se je ta energija začela počasi kondenzirati (kot dežne kaplje, ki so nastale iz pare v oblaku) in ustvarjale temeljne delce in sile, ki jih poznamo in ljubimo v našem modernem obdobju. Vsak delec in sila sta se pojavili po vsakem naslednjem "faznem prehodu". Toda te fazne spremembe niso bile enake in se niso zgodile istočasno po vsem vesolju. Fazne spremembe so se pojavile v lokaliziranih žepih. Toda na kritični točki, ko se je vesolje dovolj ohladilo, so ti žepi verjetno izravnani.
Čeprav se je ta kritična fazna točka spremenila po vsem vesolju, je imela manj energije kot inflacijsko obdobje, ki se je zgodilo prej, James B. Dent in njegova ekipa pa predlagata, da je ta dogodek ustvaril valovanje, ki je ustvarilo gravitacijske valove, ki jih BICEP2 zdaj opazuje v kozmičnem mikrovalovnem sloju.
Kot je zapisano v ArXivu, teoretiki ne razpravljajo o tem, ali je inflacija, ali pa poskušajo določiti druge vire gravitacijskih valov.
Ko gre za reševanje skrivnosti na začetku Kozmosa, ne morete izbrati ene teorije, ki »dokazuje« le en mehanizem. Čeprav so raziskovalci na BICEP2 našli trdne dokaze, da imajo gravitacijski valovi inflacijski izvor, to novo delo kaže, da teoretični fiziki še zdaleč ne najdejo soglasja.
