Fyysikot haastavat tällä viikolla Yhdistyneessä kuningaskunnassa kuninkaallisen tähtitieteellisen yhdistyksen kansallisella tähtitieteellisessä kokouksessa fyysikot haastavat todisteet viimeaikaisista BICEP2-tuloksista, jotka koskevat maailmankaikkeuden inflaatiokautta, ilmoitettiin vain 90 päivää sitten. Uusi tutkimus asettaa epäilyksen inflaatioteorian sisällyttämisestä standardi-kosmologiseen malliin luonnon voimien, alkuainehiukkasten luonteen ja tunnetun maailmankaikkeuden nykyisen tilan ymmärtämiseksi.
Takaisin 17. maaliskuuta 2014 näytti, että maailmalle tarjotaan välähdys lopulliseen järjestykseen ikuisten aikojen sitten… oikeastaan ajan alusta. BICEP2, etelänavan yksikäyttöinen kone, antoi kuvan, joka analysoinnin ja arvioidun taustasignaalin vähentämisen jälkeen Linnunrajalta johtaa tutkijoiden päätelmään, että he olivat löytäneet varhaisimman jäännöksen maailmankaikkeuden syntymästä, allekirjoituksen muinainen valo, joka tuki inflaation teoriaa.
Kolmekymmentä vuotta sitten fyysikot Alan Guth ja Andei Linde suunnittelivat inflaatioteorian. Guth, Linde ja muut tajusivat, että maailmankaikkeuden äkillinen laajentuminen vain 1/1000000000000000000000000000000000 sekunnin kohdalla suuren räjähdyksen jälkeen voisi ratkaista joitain kosmoksen hämmentäviä mysteerejä. Inflaatio voisi selittää kosmisen taustasäteilyn yhtenäisyyden. Vaikka esimerkiksi COBE-satelliitista peräisin olevat kuvat osoittavat säteilypisteen tasaisen jakautumisen, todellisuudessa nämä kuvat korostavat erittäin pieniä variaatioita taustasäteilyssä, jäännökset isosta räjähdyksestä, variaatiot luokkaa 1/100 000. taustatasosta.
Huomaa, että maailmankaikkeuden ehdottaman inflaatiojakson aika heti suuren räjähdyksen jälkeen mahdollistaisi valon kulkevan vain 1 / 1000000000000000.osa vetyatomin halkaisijasta. Universumi kapseloitiin tämän ensimmäisen laajenemishetken aikana tilavuuteen, joka on paljon pienempi kuin yksittäinen atomi.
Tunteet olivat erittäin korkeat, kun BICEP2-ryhmä ilmoitti havainnoistaan tämän vuoden 17. maaliskuuta. Inflaatiotapahtumaa, jota tausta säteilytiedot tukevat, kuvataan kosmosen ylikuumenemisena, mutta oli fyysikkoja, jotka yksinkertaisesti pysyivät viileinä ja pysyivät teorian vastakkaisina. Huomautus: brittiläinen fyysikko Sir Roger Primrose pysyi alasajeissa ja totesi, että BICEP2: n käsiteltyihin tietoihin jääneen valon uskomaton pyöreä polarisaatio voidaan selittää pölyn, valon ja magneettikentien vuorovaikutuksella omassa naapuristossamme, Linnunradalla.
Nyt uudet havainnot toiselta ilmaisimelta, joka sijaitsee maapallon kiertävällä Planck-satelliitilla, paljastavat, että BICEP2-ryhmä näyttää aliarvioivan paikallisten lähteiden, kuten Linnunradan pölyn, aiheuttamaa tausta säteilyn vaikutusta. Kaikkia todisteita ei ole vielä asetettu, mutta tutkijat esittävät nyt varauksia. Samalla se ei hylkää inflaatioteoriaa. Se tarkoittaa, että tarvitaan lisää havaintoja ja todennäköisesti suuremmalla herkkyydellä.
Joten miksi kysyä, rakentavatko fyysikot Rube Goldberg -laitetta?
Nykyinen ymmärrysmme maailmankaikkeudesta perustuu siihen, mitä kutsutaan kosmologian "standardimalliksi". Tämän viikon kuninkaallisen tähtitieteellisen seuran kokouksessa jalkojen alla käydyt keskustelut saattavat paljastaa standardimallin, joka on mahdollisesti romahduksessa tai tarvitsee vain uusia välineitä ja mekanismeja pysyäkseen parhaana teoriana kaikesta.
Myös tällä viikolla uudet tiedot tukevat edelleen Higgin Bosonin löytämistä Suurella hadronin törmäyksellä vuonna 2012, alkuainehiukkasta, jonka olemassaolo selittää luonnossa olevien perushiukkasten massan ja joka tukee Higgs-kentän olemassaoloa, joka on välttämätöntä standardin kestävyydelle. Malli. Higgsiin liittyvät tiedot paljastavat kuitenkin myös sen, että jos maailmankaikkeuden inflaatiokausi todella tapahtuisi, niin jos se otetaan vakiomallin kanssa, voidaan päätellä, että maailmankaikkeuden olisi pitänyt romahtaa itsensä päälle eikä nykyinen olemassaolomme olisi mahdollista.
Tohtori Brian Green, tutkija superjohtamisteorian ja M-teorian alalta ja muut, kuten tohtori Stephen Hawking, toteavat nopeasti, että standardimalli on väliaskel kohti Grand Unified Theorya kaikkea, maailmankaikkeutta. Vakiomallin vääntäminen eräänlaiseksi Rube Goldberg -laitteeksi voidaan selittää akuutimpien ja monipuolisempien havaintojen pelottamattomalla kertymisellä kosmisissa ja kvanttiasteikoissa.
Kuninkaallisen tähtitieteellisen seuran kokouksessa käydyt keskustelut herättävät enemmän epäilyksiä inflaatioteoriassa, joka vain 90 päivää sitten näytti niin hyvin tukevan BICEP2: ta - tietoa, joka on saatu NASA: n ja Kalifornian teknillisen instituutin tutkijoiden kehittämästä todella merkittävästä huipputekniikan elektroniikasta. Näiden suurten teorioiden kokeilut ja ahdistukset kaiken selittämiseksi tapahtuivat juuri ennen Einsteinin ihmevuotta 1905. Jaksotetut teoriat, jotka selittävät erikseen luonnon voimat olivat läsnä, mutta myös havaintodatan kertyminen oli saavuttanut leimahduspisteen.
Nykyään BICEP2: n, NASA: n ja ESA: n suurten avaruus observatorioiden havainnot, arkaluontoiset instrumentit, jotka on haudattu maileihin maan alle, ja laboratorioissa huolellisesti tuotetut kvantikokeet tekevät standardimallista enemmän stressiä selittäessään kaikkea, sama malli, jota vain kaksi vuotta tukevat Higgin Boson-keksintö. sitten. Kosmologit myöntävät, että meillä ei ehkä koskaan ole täydellistä, todistettua teoriaa kaikesta, joka on tyylikäs; standardimalliin ja inflaatioon kohdistuvat haasteet rohkaisevat kuitenkin nuorempia teoreetikkoja tuplaamaan ponnisteluja muussa teoreettisessa työssä.
Lisälukemista varten:
RAS NAM: n lehdistötiedote: Pitäisikö Higgs Boson saada universumimme romahtamaan?
Olemme löytäneet inflaation !: Mitä nyt?
Kosmologit epäilivät inflaation todisteita
Ovatko BICEP2-tulokset virheellisiä? Luultavasti ei
