A következő évtized folyamán a kozmológusok megkísérlik megfigyelni a világegyetem első pillanatait, remélve, hogy bizonyítani fogják a népszerű elméletet. Rendkívül gyenge gravitációs hullámokat fognak keresni az ősi fény mérésére, meggyőző bizonyítékokat keresnek a Kozmikus Inflációelmélethez, amely azt sugallja, hogy egy véletlenszerű, mikroszkopikus sűrűség-ingadozás a tér és idő szövetében egy forró nagyban hozta létre az Univerzumot. körülbelül 13,7 milliárd évvel ezelőtt történt. Egy új, polariméternek nevezett műszert csatlakoztatnak a dél-pólusú távcsőhöz (SPT), amely szubmilliméter hullámhosszon működik, a mikrohullámok és az elektromágneses spektrum infravörös között. Einstein általános relativitáselmélete szerint a kozmikus inflációnak a gyenge gravitációs hullámokat kell létrehoznia.
Az inflációs elmélet az univerzum rendkívül gyors és exponenciális expanziójának periódusát javasolja a fokozatosabb Big Bang expanzióját megelőző néhány pillanatban, amely idő alatt az univerzum energia sűrűségét egy kozmológiai állandó típusú vákuumenergia uralta, amely később lebomlott, hogy előállítsa az anyagot és a sugárzást, amely kitölti a Space Magazine-t.
1979-ben Alan Guth fizikus javasolta a Kozmikus Inflációelméletet, amely szintén előrejelzi a végtelen sok univerzum létezését. Sajnos a kozmológusoknak nincs lehetősége kipróbálni ezt a konkrét jóslatot.
„Mivel ezek különálló univerzumok, definíció szerint ez azt jelenti, hogy soha nem lehetünk velük kapcsolatban. Semmi, ami történik, nincs hatással ránk ”- mondta Scott Dodelson, a Fermi Nemzeti Gyorsító laboratórium tudósa, valamint a Chicagói Egyetem csillagászati és asztrofizikai professzora.
De van mód a kozmikus infláció érvényességének vizsgálatára. A jelenség kétféle zavart okozna. Az első a szubatomi részecskék sűrűségének ingadozása folyamatosan történik az egész világegyetemben, és a tudósok már megfigyelték őket.
„Általában csak atomi skálán zajlanak. Soha nem is vesszük észre őket - mondta Dodelson. Az infláció azonban ezeket a perturbációkat azonnal kozmikus arányokba fogja venni. - Ez a kép valóban működik. Kiszámolhatjuk, hogy ezeknek a perturbációknak hogyan kell kinézniük, és kiderül, hogy pontosan helyesek a galaxisok előállításához, amelyeket látunk az univerzumban. "
A perturbációk második osztálya a gravitációs hullámok lenne - a tér és az idő einstein törzsei. A gravitációs hullámokat kozmikus arányokba is eljuttatják, talán még annyira is erősek, hogy a kozmológusok érzékeny teleszkópokkal detektálhassák őket az elektromágneses sugárzás megfelelő frekvenciájára.
Ha az új polariméter elég érzékeny, a tudósoknak képesnek kell lenniük a hullámok felismerésére.
"Ha gravitációs hullámokat észlel, akkor sokat mond neked az univerzum inflációjáról" - mondta John Carlstrom a Chicagói Egyetemen, aki kifejlesztette az új hangszert. Carlstrom szerint a hullámok felismerése különféle versengő ötleteket zár ki az univerzum eredetéről. "Kevesebb van, mint régen, de nem jósolják, hogy kezdetben ilyen szélsőséges, forró nagy bumm van, ez a kvantumingadozás" - mondta. Ugyancsak nem hoznának észlelhető szintű gravitációs hullámokat.
Ezen a linken egy szimuláció ábrázolja a térben és az időben tapasztalható torzulásokat a szubatomi skálán, a kvantumingadozások eredményeként, amelyek az univerzum egészében folyamatosan előfordulnak. A szimuláció vége felé a kozmikus infláció elkezdi a tér-időt az univerzum kozmikus arányaiig nyújtani.
A kozmológusok az SPT-t is arra használják, hogy megoldják a sötét energia rejtélyét. A visszataszító erő, a sötét energia elválasztja az univerzumot, és túlterhelte a gravitációt, az összes anyag által kifejtett vonzó erőt.
A sötét energia láthatatlan, ám a csillagászok látják annak hatását a galaxiscsoportokra, amelyek az elmúlt néhány milliárd év alatt kialakultak.
Az SPT érzékeli a kozmikus mikrohullámú háttér (CMB) sugárzást, a nagyrobbanás utánvilágítását. A kozmológusok szerencsére bányásztak adatokat a CMB-től, amelyek a kozmikus szimfónia erőteljes dobjait és szarvait ábrázolják. De most a tudományos közösségnek füle fel van ragadtatva egy finomabb hang - a gravitációs hullámok - hangjaira, amelyek a CMB alatt állnak.
"Megvannak ezek a kulcsfontosságú elemek a világegyetemről alkotott képünkhöz, de valójában nem tudjuk, hogy ezek közül melyik a fizika." - mondta Dodelson az inflációról, a sötét energiáról és az ugyanolyan titokzatos sötét anyagról. "A következő évtized célja a fizika azonosítása."
Forrás: Chicagói Egyetem
