Током следеће деценије, космолози ће покушати да посматрају прве тренутке Универзума, надајући се да ће доказати популарну теорију. Они ће тражити изузетно слабе гравитационе таласе за мерење примордијалне светлости, тражећи уверљиве доказе за Теорију космичке инфлације, која предлаже да случајна, микроскопска флуктуација густине у ткиву простора и времена роди Универзум у великом врућини прасак пре око 13,7 милијарди година. Нови инструмент зван полариметар причвршћен је на телескоп Јужног пола (СПТ), који ради на таласним дужинама субмилиметара, између микроталаса и инфрацрвеног ефекта на електромагнетном спектру. Аинстеинова теорија опште релативности предвиђа да би Космичка инфлација требала да произведе талас гравитације.
Теорија инфлације предлаже период изузетно брзог и експоненцијалног ширења Универзума током првих неколико тренутака пре постепеног ширења Великог праска, за које време је енергетска густина универзума доминирала космолошком константном врстом вакуум енергије која ће касније пропадао да би произвео материју и зрачење који пуне свемирски магазин.
Године 1979, физичар Алан Гутх предложио је теорију космичке инфлације, која такође предвиђа постојање бесконачног броја универзума. Нажалост, космолози немају начина да тестирају то посебно предвиђање.
„Будући да су то одвојени универзуми, по дефиницији то значи да никада не можемо имати контакт са њима. Ништа што се тамо догоди нема утицаја на нас “, рекао је Сцотт Доделсон, научник из Ферми Натионал Аццелератор Лаборатори и професор астрономије и астрофизике на Универзитету у Чикагу.
Али постоји начин да се испита валидност космичке инфлације. Појава би произвела две класе узнемирености. Прво, флуктуације у густини субатомских честица се дешавају непрекидно у свемиру, а научници су их већ приметили.
"Обично се одвијају само на атомској скали. Никад их не примећујемо ", рекао је Доделсон. Али инфлација би те поремећаје тренутно протегнула у космичке размере. „Та слика заправо делује. Можемо израчунати како би требале изгледати те узнемирености, а испоставило се да су тачно у правилу да стварају галаксије које видимо у универзуму. "
Друга класа узнемирености били би гравитациони таласи - Еинстеинијска изобличења у простору и времену. Гравитациони таласи би такође били унапређени у космичке размере, можда чак и довољно јаке да их космолози могу открити осетљивим телескопима подешеним на одговарајућу фреквенцију електромагнетног зрачења.
Ако је нови полариметар довољно осетљив, научници би требало да буду у стању да открију таласе.
"Ако откријете гравитационе таласе, то вам говори много о инфлацији за наш универзум", рекао је Јохн Царлстром са Универзитета у Чикагу, који је развио нови инструмент. Царлстром је рекао да ће откривање таласа искључити различите конкурентне идеје за порекло универзума. "Мало је мање него што је некада било, али они не предвиђају да за почетак имате тако екстремно, вруће велико прасак, ово квантно колебање", рекао је. Такође не би произвели гравитационе таласе на детектабилним нивоима.
Симулација на овој вези приказује изобличења у простору и времену на субатомској скали, резултат квантних флуктуација које се непрекидно догађају у свемиру. При крају симулације, космичка инфлација почиње се протезати простор-време све до космичких пропорција универзума.
Козмолози такође користе СПТ у свом науму да реше мистерију тамне енергије. Одбијајућа сила, тамна енергија гура свемир на страну и надвладава гравитацију, привлачну силу коју делује сва материја.
Тамна енергија је невидљива, али астрономи су у стању да виде њен утицај на гроздове галаксија које су се формирале у последњих неколико милијарди година.
СПТ открива зрачење космичке микроталасне позадине (ЦМБ), светлуцање великог праска. Козмолози су изнули мноштво података из ЦМБ-а, који представљају снажне бубњеве и рогове космичке симфоније. Али сада научна заједница има зачепљене уши за тонове суптилнијег инструмента - гравитационе таласе - који подлијежу ЦМБ.
"Ми имамо ове кључне компоненте наше слике универзума, али заиста не знамо шта физика производи било шта од њих", рекао је Доделсон о инфлацији, тамној енергији и једнако тајанственој тамној материји. „Циљ наредне деценије је идентификовање физике.“
Извор: Универзитет у Чикагу
