Kép jóváírása: Hubble
A Big Bang-ot tanulmányozó tudósok szerint lehetséges, hogy a húr elméletét egy napon a Big Bang utánvilágításának mérésével kísérletileg is kipróbálhatják.
Richard Easther, a Yale Egyetem fizikai adjunktusának lehetőségeit a Stanfordi Egyetemen május 12-én, szerdán megbeszélésen fogják megvitatni, melynek címe: „Einstein túl: A nagy robbantól a fekete lyukakig”. Easther kollégái Brian Greene a Columbia Egyetemen, William Kinney a Buffalói Egyetemen, SUNY, Hiranya Peiris a Princetoni Egyetemen és Gary Shiu a Wisconsini Egyetemen.
A húros elmélet megkísérel egyesíteni a nagy (gravitáció) és a kicsi (az atom) fizikáját. Ezeket két elmélet, az általános relativitáselmélet és a kvantumelmélet írja le, amelyek valószínűleg hiányosak.
A kritikusok elvetették a húr-elméletet mint „filozófiát”, amelyet nem lehet megvizsgálni. Easther és munkatársai eredményei azonban azt sugallják, hogy a húr elméletét alátámasztó megfigyelési bizonyítékok megtalálhatók a kozmikus mikrohullámú háttér (CMB), az első fény, amely a Nagyrobbanás után mutatkozik meg alapos mérése során.
"A Nagyrobbanásban, az univerzum története legerősebb eseményében látjuk az energiákat, amelyek szükségesek a húrelmélet finom jeleinek feltárásához" - mondta Easther.
A húros elmélet csak nagyon szélsőséges távolságra és nagy energiákkal mutatkozik meg. A Planck-skála 10-35 métert mér, ez a meghatározható elméletileg legrövidebb távolság. Összehasonlításképpen egy apró, 10-10 méter átmérőjű hidrogénatom tíz trillió billiószor széles. Hasonlóképpen, a legnagyobb részecskegyorsítók 1015 elektronvolt energiát generálnak a szubatomos részecskék ütközésével. Ez az energiaszint felfedheti a kvantumelmélet fizikáját, ám mégis körülbelül trilliószor alacsonyabb, mint a húros elmélet teszteléséhez szükséges energia.
A tudósok azt állítják, hogy az univerzum alapvető erői - gravitáció (általános relativitáselmélet által definiált), elektromágnesesség, „gyenge” radioaktív erők és „erős” nukleáris erők (mindegyiket kvantumelmélet határozza meg) - egyesültek a Nagy energia nagy energiájú villanásában Bang, amikor az anyag és az energia al-atomi skálán volt korlátozva. Noha a nagy robbanás csaknem 14 milliárd évvel ezelőtt történt annak utánvilágítása után, a CMB továbbra is takarja az egész világegyetemet, és az idő első pillanatainak fosszilis anyagát tartalmazza.
A Wilkinson mikrohullámú anizotrópiás szonda (WMAP) megvizsgálja a CMB-t, és finom hőmérsékleti különbségeket érzékel ezen a nagyrészt egységes sugárzáson belül, csak 2,73 Celsius fokon izogva az abszolút nulla fölött. Az egységesség bizonyítja az „inflációt”, egy olyan időszakot, amikor az Univerzum terjeszkedése gyorsan felgyorsult, 10-33 másodperc körül a Nagyrobbanás után. Az infláció során az Univerzum atomi skáláról kozmikus léptékre nőtt, és száz trillió trilliószor növekedett méretével. Az inflációt kiváltó energiamező, mint minden kvantummező, ingadozásokat tartalmazott. Ezek a fluktuációk, amelyek a kozmikus mikrohullámú háttérbe szorulnak, mint a befagyott tó hullámai, bizonyítékokat tartalmazhatnak a húr elméletére.
Easther és kollégái összehasonlítják a gyors kozmikus terjeszkedést, amely közvetlenül a nagy robbanás után történt, egy fénykép nagyításával, hogy az egyes képpontok megjelenjenek. Míg a fizika a Planck-skála szerint 10–35 méteres „hullámozást” tett, az univerzum kibővítésének köszönhetően a fluktuáció sok fényévig terjedhet.
Easther hangsúlyozta, hogy hosszú távú, hogy a húr elmélete mérhető hatásokat hagyhat a mikrohullámú háttérre azáltal, hogy finoman megváltoztatja a meleg és a hideg foltok mintáját. A húr elméletét azonban annyira nehéz kipróbálni, hogy minden esélyt érdemes kipróbálni. A WMAP utódjai, mint például a CMBPol és az európai misszió, a Planck, példátlan pontossággal fogják mérni a CMB-t.
A CMB szövegrész-elméletből származó módosításai akár 1% -kal is eltérhetnek a kozmikus mikrohullámú háttér hőmérsékleti különbségeinek szokásos előrejelzésétől. Ugyanakkor a domináns elmélettől való kis eltérés megállapítása nem precedens. Például, a higany mért pályája évente mintegy hetven mérfölddel különbözött attól, amit Isaac Newton gravitációs törvénye előre jelez. Az általános relativitáselmélet, Albert Einstein gravitációs törvénye, figyelembe veheti az eltérést, amelyet az űrben az óvatos lánc okoz a Nap gravitációja által felgyorsított, a Merkúr körüli pályára eső finom lánc.
Az „Einstein túl” találkozóról további információt a http://www-conf.slac.stanford.edu/einstein/ oldalon talál.
Eredeti forrás: a Yale University sajtóközleménye
