Cu aproximativ 13, 8 miliarde de ani în urmă, chiar înainte de Big Bang, enormul univers plin de galaxii pe care îl știm astăzi era cuprins în interiorul unui punct minuscul, dens, extrem de fierbinte. Deodată, a început să se extindă rapid mai repede decât viteza luminii într-o explozie cataclismică. Universul a crescut de la o dimensiune subatomică la cea a unei mingi de golf într-o fracțiune de neînțeles de scurtă secundă.
Continut Asemanator
- Ascultând Big Bang
- Cum doi cercetători au ajutat oamenii de știință să confirme teoria Big Bang
- Ce mai descoperă astronomi despre teoria Big Bang
Acest prim moment de expansiune, cunoscut sub numele de inflație cosmică, explică de ce universul este relativ uniform (galaxiile care s-au format pe măsură ce universul s-a răcit, de exemplu, par să fie împrăștiate uniform până la telescopul) și explică, de asemenea, semințele densității. care a dat naștere structurii universului.
Este o poveste frumoasă, dar zeci de ani după ce fizicienii au propus-o, dovezile noastre pentru aceasta au fost limitate. Principalul nostru mijloc de a studia Big Bang - slaba radiație rămasă din explozie numită fundal cosmic cu microunde (CMB) - datează până la aproximativ 380.000 de ani după aceea, în loc de momentul în sine.
O nouă probă semnificativă a apărut în această dimineață, când un grup de oameni de știință conduși de astronomul John Kovac de la Centrul pentru Astrofizică Harvard-Smithsonian a anunțat că au găsit dovezi indirecte ale undelor gravitaționale - distorsiuni minute în câmpul gravitațional al universului - care au fost declanșat în timpul inflației, o fracțiune minusculă de secundă după Big Bang. Dacă constatarea este corectă, valurile servesc drept confirmare a inflației.
„Inflația este„ bangul ”Big Bang-ului”, spune fizicianul teoretic Alan Guth, care a propus teoria inflației cosmice în 1979. „Este mecanismul care a determinat universul să intre în această perioadă de expansiune gigantică”.
Mai mulți fizicieni care nu au fost implicați în cercetare au avut șansa să evalueze datele brute și sunt de acord cu analiza. "Este foarte, foarte probabil, că acest lucru este real", spune Avi Loeb, fizician teoretic la Harvard-Smithsonian Center, menționând că cercetătorii au petrecut trei ani analizând datele pentru a elimina orice șansă de eroare.
Robert W. Wilson, care a împărțit Premiul Nobel pentru fizică din 1978 pentru descoperirea fundalului cosmic cu microunde, este de acord și consideră că, dacă este confirmat, lucrarea este aproape sigură că va obține un premiu Nobel. Loeb spune că descoperirea ar fi una dintre cele mai importante descoperiri ale fizicii din ultimii 15 ani - mai mare decât descoperirea Bosonului Higgs.
În timpul inflației, arătat la extremă stânga, universul s-a extins cu mai multe ordine de mărime ca mărime într-o fracțiune de secundă. (Imagine via NASA) Prezența undelor gravitaționale detectabile - denumite adesea „ondulări în materialul spațiu-timpului” - este prevăzută de teoria inflației. Guth fluctuații preexistente la forța gravitației la scară microscopică, Guth, ar fi fost întinse de inflație, producând unde macroscopice.
Natura exactă a valurilor depinde de momentul în care a avut loc inflația. „Această detecție nu indică doar faptul că a avut loc inflația”, spune Loeb, „ci ne spune și când a avut loc”: 10 -34 (o zecimală urmată de 33 de zerouri și apoi una) secunde după începutul Marelui Bang.
Grupul de cercetare, care a inclus și Clement Pryke de la Universitatea din Minnesota, Jamie Bock din Caltech și Chao-Lin Kuo din Stanford, nu au găsit în sine valuri gravitaționale, ci mai degrabă dovezi indirecte ale acestora, sub forma unui model special de polarizare cauzată de undele din fundalul microundelor cosmice. "Echipa noastră a căutat un tip special de polarizare numit moduri B, care reprezintă un model de răsucire sau curb în orientările polarizate ale luminii antice", a spus Bock într-un comunicat de presă.
Cercetătorii au colectat aceste date folosind telescopul BICEP2, staționat în Antarctica, unde aerul rece și uscat limitează interferența din atmosfera Pământului pe semnalul slab cosmic de microunde. BICEP2 este una dintre o serie de telescoape identice care caută această semnătură, numită Arcul Keck. Există, de asemenea, adiacentul Telescopul Pol Sud, care a raportat date care indicau prezența polarizării în modul B în CMB vara trecută. Totuși, acel instrument nu a fost proiectat pentru a detecta polarizarea la scara produsă de undele gravitaționale, așa că a rezultat probabil în locul interferenței galaxiilor îndepărtate prin care CMB a trecut înainte de a ajunge pe Pământ.
Telescopul BICEP-2 (vasul alb la dreapta), împreună cu telescopul polului sud (la stânga). (Imagine prin proiectul BICEP-2) Încă nu este în totalitate clar că echipa BICEP2 a detectat polarizarea în modul B, care este o dovadă definitivă a undelor gravitaționale. O confirmare suplimentară va trebui să provină din datele colectate de Satelitul Planck al Agenției Spațiale Europene (care observă fundalul microundelor cosmice într-un unghi mult mai larg), urmând a fi lansate la sfârșitul verii.
Dacă este adevărat, constatarea ar merge mult până la ratificarea teoriei inflației. „Prezența acestei polarizări, indusă de valurile gravitaționale, este ultimul mare lucru prevăzut de inflație”, spune Wilson. „Vă oferă tot mai multă încredere că acesta este într-adevăr scenariul corect.”
De asemenea, ar reflecta ceva cu adevărat uluitor: cele mai vechi dovezi pe care le avem despre absolut orice.
„Nu poți folosi fundalul microundelor cosmice pentru a-ți da seama ce s-a întâmplat în universul timpuriu”, spune Loeb. În primii 380.000 de ani, undele electromagnetice care alcătuiesc CMB nu au putut trece liber prin spațiu. „Dacă putem privi undele gravitaționale, putem merge până la început chiar până la început”.
