Astronomii au anunțat astăzi, 17 martie 2014, o descoperire istorică. După ce am lăsat o amprentă profundă asupra radiației relicve, care pătrunde în întregul Univers și a fost creată la începutul timpului, undele gravitaționale se aflau sub observație directă, oferindu-ne posibilitatea de a privi în însăși natura perioadei de inflație, ceea ce implică o creștere rapidă a Universului imediat după Big Bang.
Căutarea de date suplimentare în favoarea teoriei inflației cosmice ar fi trebuit să fie o descoperire suficientă, însă faptul că astronomii au acum dovezi în favoarea existenței undelor gravitaționale face ca această zi a Sfântului Patrick să fie o zi specială pentru cosmologie.
Imagine a universului "copilăresc". Harta afișează temperaturile de fond ale microundelor WMAP. Puncte fierbinți - roșu și rece - albastru.
Deci, ce este, valuri gravitaționale? Ele pot fi reprezentate ca valuri în spațiu-timp, care generează mișcări masive ale mișcării prin spațiu. Imaginați-vă că ați aruncat mingea în piscină. Vitezele create de lovirea mingii împotriva apei se vor întinde de la punctul de impact în direcții diferite. Undele undelor gravitationale acționează în același mod, dar, spre deosebire de fluctuațiile de pe suprafața apei, undele gravitaționale se propagă la viteza luminii prin spațiul tridimensional. Ecuația teoriei relativității generale de Albert Einstein și-a prezis existența. În plus, au existat câteva observații indirecte ale undelor gravitationale care elimină energia orbitală din sistemele binare stelare. Deoarece noi suntem obiecte spațiu-timp, trebuie să fim capabili să le detectăm prezența în timp ce trec prin spațiul-timp local. Experimentele de milioane de dolari, cum ar fi interferometrul laser al undelor de gravitație observatoare (LIGO) din Louisiana și Washington, au fost construite pentru a detecta direct undele gravitaționale care se propagă prin Pământ. Cu toate acestea, descoperirea lor sa dovedit până acum a fi iluzorie.
Teoria Big Bang: Singularitatea este punctul de plecare, urmat de expansiune.
Fundalul Cosmic cu microunde sau CMB este un artefact celebru de bang mare. Reprezentând "Echo" despre crearea Universului, aceste fluctuații minore de temperatură, observate la marginea cea mai îndepărtată a Universului vizibil, au fost studiate folosind telescoapele spațiului cum ar fi Sonda Anisotropiei cu Microunde de la NASA Wilkinson și Observatorul Planck din Europa. Aceste observatoare măsoară în mod special perturbațiile de temperatură (cunoscute sub numele de anisotropii) în CMB și studiază informații despre condițiile imediat după Big Bang și pot chiar să descopere vârsta Universului. Perioada inflaționistă rapidă presupune că universul nostru sa extins de la un miliard la trilioane de ori într-o fracțiune de secundă. Uimitor, aceasta este orice tulburare cuantică care a existat la acel moment, umflat peste noapte, iar astronomii presupun că aceste structuri mici pot fi observate astăzi, sub forma unor tulburări gravitationale uriașe. Dar, înainte de a utiliza proiectul BICEP2, oamenii de știință au presupus că aceste valuri sunt prea slabe pentru a fi detectate. Se pare că au greșit.
Opțiuni posibile pentru sfârșitul universului
"A fost cum să găsim un ac în carul de fan, dar am găsit resturi", a spus ofițerul de proiect al BICEP2, Clem Prike, de la Universitatea din Minnesota.
"Implicațiile acestei constatări sunt minunate", a declarat coordonatorul de proiect Jamie Bock, fizician la Institutul de Tehnologie din California și Laboratorul de Propulsie Jet (JPL). "Observăm semnalul care vine de-a lungul timpului."
Situat în condițiile atmosferice aride din Antarctica, BICEP2 are o vedere foarte clară asupra spațiului. Dispozitivul are capacitatea de a măsura polarizarea unui semnal slab din radiațiile de fundal. Pe Pamant, lumina soarelui poate deveni polarizata daca este reflectata dintr-o oglinda sau atunci cand este filtrata folosind ochelari de soare polarizati (reducand astfel orbirea). Radiația din radiația veche a relicvei poate deveni, de asemenea, polarizată, iar undele gravitaționale au capacitatea de a manipula polarizarea radiației incidentate. Tipul specific de polarizare cunoscut sub numele de "modul de polarizare B" este ceea ce căuta BICEP2. Și acum, cu un grad ridicat de certitudine, astronomii l-au descoperit.
"Modelul vortex al polarizării în modul B este o semnătură unică a undelor gravitaționale", spune Chao-Ling Guo, unul dintre liderii de proiect, de la Universitatea Stanford și Laboratorul Național de Accelerator.
Anunțul de astăzi este numit "descoperirea secolului" și, deși cele două documente care au fost publicate astăzi vor merge doar la imprimare, este sigur că astronomii "au lovit ochiul taurului". Nu numai că aceste rezultate confirmă teoria inflației cosmice și indică prezența undelor gravitaționale, ele pot fi asociate cu una dintre cele mai dificile probleme din fizica cuantică modernă, și anume, ce rol joacă gravitatea în lumea cuantică.
