Az asztrofizikusok csoportja a Harvard-Smithsonian Központban nemrégiben megfigyelte, hogy mi lehet az első közvetlen nyom a Nagyrobbanás elméletére - hogy az univerzum 13, 7 milliárd évvel ezelőtt a szingularitásból a mai hatalmasan szétszórt tömegbe ment. Folyamatos terjeszkedés.

A 2010 és 2012 közötti felmérés során a BICEP2 rádióteleszkóp észlelte a gravitációs hullám első pillantását. Ez egy olyan jelenség, amelyet Albert Einstein eredetileg előre jelez a relativitáselméletében - amely szerint a gravitáció a tér torzulása lenne, ha nagy testeket okozna -, és csak olyan kataklizmikus eseményekben fordulhat elő, mint pl. Két fekete lyuk.

A gravitációs hullámdetektálás megerősíti az univerzum korai terjeszkedésének elméletét. Képforrás : Reprodukció / Wikimedia Commons

Ez a hullám a billió másodperces billióiban származhatott volna, amikor az univerzum a Big Bang támogatói által előrejelzett terjeszkedés kezdetét tapasztalta meg - szolgálva - állítják a tudósok, a kezdeti mozgás bizonyítékaként.

Valójában maga Einstein a modellt nem megfigyelhetőnek írta le. A bizonyítékoknak a gyakorlatban a Big Bang elmélet megerősítésén túlmenően meg kell változtatniuk és / vagy mélységesen meg kell erősíteniük számos jelenlegi tudományos paradigmát. Érdemes ezt közelebbről megvizsgálni.

Az Amundsen - Scott South Pole Station, ahol a BICEP2 rádióteleszkóp található. Forrás: Reprodukció / Harvard

A hatás szempontjából az eseményt összehasonlítottuk a Higgs-bozon ellenőrzésével (amelyet 2012-ben tartottak a CERN-nél).

A kapcsolat Einstein és Newton között

Einstein relativitáselmélete szerint minden nagy test észrevehető torzulásokat okoz a tér nagyon hálójában - amelyet méretének megfelelően nyújtanak vagy nyomnak meg (lásd az alábbi képet). A fizikus számára ez az ellentmondásos erő meghatározása, amelyet "gravitációnak" hívnak.

Einstein által javasolt "íves tér". A gravitáció térbeli torzítás lenne. Képforrás: Reprodukció / Wikimedia Commons

A kvantumfizika más alapvető erőivel - az elektromágnesességgel, az erőteljes nukleáris erővel és a gyenge nukleáris erővel - szemben - gravitáció azonban, amíg a Harvard-Smithsonian Center csapata nem fedezte fel, a gravitációs hullámok soha nem léptek túl az elméleti modellek határaitól.

Kozmikus háttér sugárzás

Annak ellenére, hogy tovább terjedt a kozmoszon, a gravitációs hullámok végül hihetetlenül gyengevé váltak, ami kizárja azok észlelését, mondjuk, hagyományos eszközökkel. Itt jön be a BICEP2 rádióteleszkóp.

Az ős primer gravitációs hullámok által hagyott "nyomok" az elemi részecskéknél. Forrás: Reprodukció / Harvard

A rádióhullám-érzékelésen alapuló munkával a készülék képes az úgynevezett kozmikus háttér-sugárzás letapogatására. Különösen a Harvard-Smithsonian Center csapata kereste a B-mód polarizáció - RCF szabvány nyomokat, amelyeket csak gravitációs hullámmaradványok képesek előállítani, és amelyek az említett alapvető részecskehullámok valamilyen „nyomát” képviselik (lásd a fenti képet) .

A gravitációs hullámokat kimutatták a BICEP2 adatok mikroszkópos vizsgálata után. Forrás: Reprodukció / Wikimedia Commons

Tudományos jóváhagyás

Bár a felfedezést továbbra is a tudományos közösség vizsgálja meg, az általános konszenzus meglehetősen kedvező volt. Valójában bizonyíték arra, hogy az ember a „semmitől” a mai kozmológiai szervezetbe került a kb. 14 milliárd évvel ezelőtt a Big Bang néven ismert kataklizmikus eseményen keresztül.

Művészeti koncepció, amellyel az évek során a Nagyrobbanás felszabadította a terjeszkedést. Képforrás: Reprodukció / Wikimedia Commons

Más szavakkal, ez lesz a végleges bizonyíték arra, hogy a világegyetem felépítésére - ideértve azt is, amit látsz, amit tudsz, és mindent, ami még mindig megtörténhet - egy apró gravitációs áramlással döntöttek, amely egy másodperc trillióda első milliárdjában történt. létrejött a kozmosz. Ha a felfedezés bebizonyítja magát, akkor csak várni kell a fejleményeket.

GYIK: Végül is, mi pontosan bebizonyosodott?

A Harvard-Smithsonian Központ felfedezésével Luis Fernando Veríssimo író valószínűleg azt kérdezi: "Végül is, mi köze ennek a latte-nak?" Valójában egy nem kezelt fej esetében kissé nehéz lehet megérteni a BICEP2 rádióteleszkóp érzékelésének méreteit, igaz?

A gravitációs hullámokat Einstein jósolta meg, aki ezeket lehetetlennek találta. Képforrás: Reprodukció / Wikimedia Commons

Előfordulhat azonban, hogy a Nature a témákról szóló rövid összefoglalása például egy kissé „finomítja” a latte-t - mind a definíciók, mind a lehetséges következmények szempontjából. Nézd meg alább:

• Albert Einstein jósolta a "gravitációs hullámokat" majdnem 100 évvel ezelőtt. Számításai azonban azt mutatják, hogy annyira gyenge, hogy a fizikus úgy gondolta, hogy soha nem lehet bizonyítani létezését. Így a BICEP2 által összegyűjtött adatok eddig a legmeggyőzőbb bizonyítékok - közvetlen detektálás révén -, hogy léteznek gravitációs hullámok;
• A gravitációs hullámok megerősítik egy elméletet, amelynek alapvetően meg kell változtatnia a klasszikus tudományos szabványok által felépített kozmológiai képet. Ez a „kozmikus inflációnak” nevezett elmélet kijelenti, hogy a létezés legkorábbi pillanataiban az univerzum rövid ideig terjeszkedett (tehát maga a Nagyrobbanás);
• A kozmikus infláció során az univerzum hőmérséklete - és így az elemi részecskék által elért energiaszintek - trilliószor magasabbak voltak, mint amit bármelyik laboratóriumban elő lehet állítani, még a CERN nagy hadroncsatorna-részecske-gyorsítójának is;
• Tekintettel arra, hogy a kozmikus infláció kvantum jelenség és a gravitációs hullámok a klasszikus fizika részét képezik, a gravitációs hullámok létrehozása összeköttetést jelent a kettő között (mint fentebb láttuk), és ez lehet az első bizonyíték arra, hogy a gravitáció kvantum természet, valamint a természet egyéb erői;
• A kozmikus infláció nem az egyetlen jelenség, amely képes gravitációs hullámokat generálni. Valójában bármely test, amelynek viszonylag nagy a tömege, ha nagy felgyorsulásnak van kitéve, képes előállítani őket. Manapság a világ számos megfigyelőközpontja megpróbálja megtalálni a gravitációs hullámokat a kataklizmikus eseményekből, például két fekete lyuk egyesítéséből; és
• A BICEP2 Antarktiszon, az Amundsen - Scott South Pole állomásnál található, több mint 2800 méter tengerszint feletti magasságban. Így meglehetősen vékony légkör van, száraz levegővel (a víz általában blokkolja a mikrohullámokat). Mivel a gyakorlatilag lakatlan helyen helyezkedik el, az obszervatórium sem szenved mobiltelefon zavaroktól, TV-jelektől vagy más elektronikus kiegészítőktől.