Počas nasledujúceho desaťročia sa kozmológovia pokúsia pozorovať prvé okamihy vesmíru v nádeji, že dokážu populárnu teóriu. Budú hľadať extrémne slabé gravitačné vlny na meranie prvotného svetla a hľadajú presvedčivé dôkazy teórie kozmickej inflácie, ktorá navrhuje, aby náhodná mikroskopická hustota fluktuácie v priestore a čase spôsobila vznik vesmíru v horúcom veľkom praskla približne pred 13,7 miliardami rokov. Nový prístroj nazývaný polarimeter sa pripája k ďalekohľadu na južnom póle (SPT), ktorý pracuje na submilimetrových vlnových dĺžkach, medzi mikrovlnami a infračerveným žiarením v elektromagnetickom spektre. Einsteinova teória všeobecnej relativity predpovedá, že Kozmická inflácia by mala vytvárať slabé vlny gravitácie.
Teória inflácie navrhuje obdobie extrémne rýchleho a exponenciálneho rozširovania vesmíru počas jeho prvých niekoľkých okamihov pred postupnejšou expanziou Veľkého tresku, počas ktorej dominovala hustota energie vesmíru kozmologickým konštantným typom vákuovej energie, ktorá neskôr rozpadol sa, aby produkoval látku a žiarenie, ktoré zaplňujú časopis Space.
V roku 1979 fyzik Alan Guth navrhol teóriu kozmickej inflácie, ktorá tiež predpovedá existenciu nekonečného počtu vesmírov. Kozmológovia bohužiaľ nemajú možnosť túto konkrétnu predpoveď predpovedať.
„Pretože to sú samostatné vesmíry, z definície to znamená, že s nimi nikdy nemôžeme mať žiadny kontakt. Nič, čo sa stane, nemá na nás žiadny vplyv, “povedal Scott Dodelson, vedec z Fermi National Accelerator Laboratory a profesor astronómie a astrofyziky na University of Chicago.
Existuje však spôsob, ako overiť platnosť kozmickej inflácie. Tento jav by spôsobil dve triedy porúch. Prvá sa týka kolísania hustoty subatomárnych častíc v celom vesmíre a vedci ich už pozorovali.
„Zvyčajne sa konajú iba v atómovej mierke. Nikdy sme si ich nevšimli, “povedal Dodelson. Inflácia by však tieto poruchy okamžite roztiahla do kozmických rozmerov. „Tento obrázok skutočne funguje. Môžeme vypočítať, ako by tieto poruchy mali vyzerať a ukázalo sa, že majú pravdu, keď vytvárajú galaxie, ktoré vidíme vo vesmíre. “
Druhou triedou porúch by boli gravitačné vlny - einsteinovské deformácie v priestore a čase. Gravitačné vlny sa tiež dostanú do kozmických rozmerov, možno dokonca dosť silných na to, aby ich kozmológovia detegovali pomocou citlivých ďalekohľadov naladených na správnu frekvenciu elektromagnetického žiarenia.
Ak je nový polarimeter dostatočne citlivý, vedci by mali byť schopní zistiť vlny.
"Ak zistíte gravitačné vlny, povie vám veľa o inflácii pre náš vesmír," povedal John Carlstrom z University of Chicago, ktorý vyvinul nový nástroj. Carlstrom povedal, že odhalenie vĺn by vylúčilo rôzne konkurenčné nápady o pôvode vesmíru. "Je ich menej ako predtým, ale nepredpokladajú, že máte taký extrémny, horúci veľký tresk, túto kvantovú fluktuáciu," povedal. Nevyrábali by ani gravitačné vlny na detekovateľných úrovniach.
Simulácia na tomto spojení zobrazuje deformácie v priestore a čase na subatomickej stupnici, čo je výsledok kvantových fluktuácií vyskytujúcich sa nepretržite v celom vesmíre. Na konci simulácie sa kozmická inflácia začína predlžovať časopriestor do kozmických rozmerov vesmíru.
Kozmológovia tiež používajú SPT vo svojej snahe vyriešiť záhadu temnej energie. Odpudzujúca sila, temná energia tlačí vesmír od seba a drví gravitáciu, príťažlivú silu vyvíjanú všetkou hmotou.
Temná energia je neviditeľná, ale astronómovia sú schopní vidieť jej vplyv na zhluky galaxií, ktoré sa vytvorili v priebehu posledných niekoľkých miliárd rokov.
SPT deteguje žiarenie kozmického mikrovlnného pozadia (CMB), následok veľkého tresku. Kozmológovia vyťažili veľa údajov z CMB, ktoré predstavujú silné bubny a rohy kozmickej symfónie. Ale teraz má vedecká komunita napnuté uši pre jemnejšie nástroje - gravitačné vlny - ktoré podopierajú CMB.
"Máme tieto kľúčové komponenty pre náš obraz vesmíru, ale naozaj nevieme, čo ich fyzika vytvára," povedal Dodelson o inflácii, temnej energii a rovnako záhadnej temnej hmote. "Cieľom nasledujúceho desaťročia je identifikovať fyziku."
Zdroj: University of Chicago
