Nämä päivät tekevät astrofysiikista olemisen mielenkiintoista. Toisaalta BICEP2 ilmoittaa, että kauan epäilty teoria inflaatioisasta suuresta bangista on totta. Se on tyyppinen löytö, joka saa sinut haluamaan tarttua satunnaisiin ihmisiin kadulta ja kertoa heille, mikä mahtava asia maailmankaikkeus on. Toisaalta, tämä on juuri sellainen hetki, jolloin meidän pitäisi olla rauhallisia ja ajaa takaisin yhden tutkimusryhmän esittämiin väitteisiin. Joten hengitetään syvään ja katsotaan mitä tiedämme ja mitä emme.
Ensinnäkin, hävitetään muutama huhu. Tämä viimeisin tutkimus ei ole ensimmäinen näyttö painovoima-aalloista. Ensimmäiset epäsuorat todisteet painovoima-aalloista löytyivät Russell Hulsen ja Joseph Taylorin binaarisen pulsaarin kiertoradalta, josta he saivat Nobel-palkinnon vuonna 1993. Tämä uusi työ ei ole myöskään ensimmäinen löytö polarisaatiosta kosmisessa mikroaaltouunissa. tausta tai jopa ensimmäinen havainto B-moodin polarisaatiosta. Tämä uusi työ on jännittävä, koska se löytää todisteita B-moodin polarisaation tietystä muodosta varhais- painovoima-aallot. Sellaiset painovoima-aallot, jotka vain inflaatio aiheuttaisi maailmankaikkeuden varhaisimmissa hetkissä.
On myös huomattava, että tätä uutta teosta ei ole vielä tarkasteltu vertaisarvioinnissa. Se tulee olemaan, ja se todennäköisesti menee kokoonpanoon, mutta siihen saakka meidän pitäisi olla hiukan varovaisia tuloksissa. Silloin nämä tulokset on varmistettava muilla kokeilla. Esimerkiksi Planck-avaruusteleskoopin tietojen pitäisi voida vahvistaa nämä tulokset olettaen, että ne ovat kelvollisia.
Nämä uudet tulokset ovat todella, todella mielenkiintoisia.
Ryhmä teki analysoidakseen sitä, mitä kutsutaan B-moodin polarisaatioksi kosmisessa mikroaaltotaustassa (CMB). Valon aallot värähtelevät kohtisuorassa niiden liikesuuntaan, samalla tavalla kuin vesi aallot värähtelevät ylös ja alas, kun ne kulkevat pitkin veden pintaa. Tämä tarkoittaa, että valolla voi olla suunta. CMB: n valon suhteen tällä suuntauksella on kaksi tilaa, jotka tunnetaan nimellä E ja B. E-moodin polarisaatio johtuu CMB: n lämpötilanvaihteluista, ja se havaittiin ensimmäisen kerran vuonna 2002 DASI-interferometrillä.
B-moodin polarisaatio voi tapahtua kahdella tavalla. Ensimmäinen tapa johtuu painovoima objektiivista. Ensimmäinen johtuu E-moodin gravitaation mukaisesta linssistä. Kosmisen mikroaaltotausta, jonka tänään näemme, on matkustanut yli 13 miljardia vuotta ennen kuin saavutti meille. Matkansa aikana osa siitä on kulkenut riittävän lähellä galakseja ja vastaavia, jotta se olisi painovoimaisesti linssi. Tämä painovoimainen linssi kiertää polarisaatiota hiukan, jolloin osa siitä on B-moodin polarisaatio. Tämä tyyppi havaittiin ensimmäisen kerran heinäkuussa 2013. Toinen tapa johtuu painovoima-aalloista maailmankaikkeuden varhaisesta inflaatiosta. Kun inflaatiokausi tapahtui, se tuotti painovoima-aaltoja kosmisessa mittakaavassa. Aivan kuten gravitaatiolinssi tuottaa B-moodin polarisaation, nämä ensisijaiset gravitaatioaallot tuottavat B-tilan vaikutuksen. Ensisijaisen aallon B-moodin polarisaation löytäminen on mitä tänään ilmoitettiin.
Inflaatiota on ehdotettu syyksi siihen, miksi kosmisen mikroaaltotausta on yhtä tasainen kuin se on. CMB: ssä havaitaan pieniä vaihteluita, mutta ei suuria kuumia tai kylmiä kohtia. Tämä tarkoittaa, että varhaisen maailmankaikkeuden on pitänyt olla riittävän pieni lämpötilojen tasaamiseksi. Mutta CMB on niin yhtenäinen, että havaittavissa olevan maailmankaikkeuden on pitänyt olla paljon pienempi kuin ison paukun ennusteli. Kuitenkin, jos maailmankaikkeuden kokonaisnopeus nousi varhaisina hetkinään, niin kaikki toimisi. Ainoa ongelma oli, että meillä ei ollut suoraa näyttöä inflaatiosta.
Olettaen, että nämä uudet tulokset kestävät, teemme nyt. Paitsi, että tiedämme, että inflaatio oli voimakkaampaa kuin odotimme. Painovoima-aaltojen lujuus mitataan arvolla, joka tunnetaan nimellä r, missä suurempi on vahvempi. Todettiin, että r = 0,2, mikä on paljon odotettua suurempi. Aikaisemmien Planck-teleskoopin tulosten perusteella odotettiin, että r <0,11. Joten näyttää siltä, että aikaisempiin havaintoihin liittyy hiukan jännitystä. On olemassa tapoja, joilla tämä jännite voidaan ratkaista, mutta miten se on vielä määriteltävä.
Joten tätä työtä on vielä vertaisarvioitava, ja se on vahvistettava muilla kokeilla, ja sitten tuloksen ja aikaisempien tulosten välinen jännite on ratkaistava. Vielä on paljon tehtävää, ennen kuin ymmärrämme todella inflaatiota. Mutta kaiken kaikkiaan tämä on todella iso uutinen, mahdollisesti jopa Nobel-palkinnon arvoinen. Tulokset ovat niin vahvat, että vaikuttaa melko selvältä, että meillä on suoria todisteita kosmisesta inflaatiosta, mikä on valtava askel eteenpäin. Ennen tänään meillä oli vain fyysisiä todisteita siitä, kun maailmankaikkeus oli noin toinen vanha, aikaan, jolloin tapahtui nukleosynteesi. Tällä uudella tuloksella pystymme nyt koettamaan maailmankaikkeuden, kun se oli vähemmän kuin 10 biljoonaa biljoonaa biljoonaa sekuntia vanhaa.
Mikä on aika hämmästyttävää, kun mietit sitä.
