Ateinantį dešimtmetį kosmologai bandys pastebėti pirmuosius Visatos momentus, tikėdamiesi įrodyti populiarią teoriją. Jie ieškos ypač silpnų gravitacijos bangų, kad išmatuotų pirmapradę šviesą, ieškodami įtikinamų įrodymų kosminės infliacijos teorijai, kuri siūlo, kad atsitiktinis, mikroskopinis tankio svyravimas erdvės ir laiko audinyje pagimdė Visatą karštoje didelėje sprogo maždaug prieš 13,7 milijardo metų. Naujas prietaisas, vadinamas poliarimetru, yra pritvirtinamas prie Pietų poliaus teleskopo (SPT), veikiančio submillimetro bangos ilgiuose, tarp mikrobangų ir infraraudonųjų spindulių elektromagnetiniame spektre. Einšteino bendrojo reliatyvumo teorija numato, kad kosminė infliacija turėtų sukelti silpnąsias gravitacijos bangas.
Infliacijos teorija siūlo ypač spartų ir eksponentinį Visatos išsiplėtimo periodą per keletą pirmųjų akimirkų prieš laipsniškesnį Didžiojo sprogimo išsiplėtimą, per kurį Visatos energijos tankyje vyravo kosmologinis pastovus vakuumo energijos tipas, kuris vėliau suyra, kad susidarytų materija ir radiacija, kuri užpildytų „Space“ žurnalą.
1979 m. Fizikas Alanas Gutas pasiūlė Kosminės infliacijos teoriją, kuri taip pat numato begalinio skaičiaus visatų egzistavimą. Deja, kosmologai neturi galimybės išbandyti tos konkrečios prognozės.
„Kadangi tai yra atskiros visatos, tai pagal apibrėžimą reiškia, kad mes niekada negalime su jais susisiekti. Tai, kas atsitiks, neturi jokios įtakos mums “, - teigė Scottas Dodelsonas, Fermi nacionalinės greitintuvo laboratorijos mokslininkas ir Čikagos universiteto astronomijos ir astrofizikos profesorius.
Tačiau yra būdas patikrinti kosminės infliacijos pagrįstumą. Šis reiškinys būtų sukėlęs dviejų rūšių pasipiktinimą. Pirmieji, subatominių dalelių tankio svyravimai vyksta nuolat visoje Visatoje, ir mokslininkai juos jau pastebėjo.
„Paprastai jie vyksta tik atominiu mastu. Mes niekada jų net nepastebime “, - sakė Dodelsonas. Bet infliacija akimirksniu išstums šiuos pasipiktinimus į kosmines proporcijas. „Tas paveikslas iš tikrųjų veikia. Mes galime apskaičiuoti, kaip tie pasipiktinimai turėtų atrodyti, ir paaiškėja, kad jie yra visiškai teisingi gamindami galaktikas, kurias matome visatoje. “
Antroji pasipiktinimo klasė būtų gravitacijos bangos - Einsteino iškraipymai erdvėje ir laike. Gravitacijos bangos taip pat būtų paaukštintos iki kosminių proporcijų, galbūt net pakankamai stiprios, kad kosmologai galėtų jas aptikti jautriais teleskopais, pritaikytais tinkamam elektromagnetinės spinduliuotės dažniui.
Jei naujasis poliarimetras yra pakankamai jautrus, mokslininkai turėtų sugebėti aptikti bangas.
„Jei aptinkate gravitacijos bangas, tai jums daug pasako apie mūsų visatos infliaciją“, - sakė Johnas Carlstromas iš Čikagos universiteto, sukūręs naują instrumentą. Carlstromas teigė, kad aptikęs bangas bus paneigtos įvairios konkuruojančios idėjos dėl visatos kilmės. „Jų yra mažiau, nei anksčiau, tačiau jie neprognozuoja, kad jums prasideda toks kraštutinis, karštas didelis sprogimas, šis kvantinis svyravimas“, - sakė jis. Jie taip pat nesukurtų sunkio bangų aptinkamais lygiais.
Šios jungties modeliavimas vaizduoja erdvės ir laiko iškraipymus subatominiame lygmenyje, tai yra kvantinių svyravimų, nuolat vykstančių visoje visatoje, rezultatas. Pasibaigus modeliavimui, kosminė infliacija pradeda tempti erdvės laiką iki kosminės visatos proporcijų.
Kosmologai taip pat naudoja SPT siekdami išspręsti tamsiosios energijos paslaptį. Atstumianti jėga, tamsi energija išstumia visatą ir užvaldo gravitacija, patraukli jėga, kurią veikia visa materija.
Tamsiosios energijos nematoma, tačiau astronomai gali pamatyti jos įtaką galaktikų klasteriams, susiformavusiems per pastaruosius keletą milijardų metų.
SPT nustato kosminės mikrobangos fono (CMB) spinduliuotę - didžiojo sprogimo papildomą švytėjimą. Kosmologai išgavo daug CMB duomenų, vaizduojančių galingus kosminės simfonijos būgnus ir ragus. Tačiau dabar mokslo bendruomenė turi ausis, kad pasigirstų subtilesnio instrumento - gravitacinių bangų - tonai, kuriais grindžiamas CMB.
„Mes turime šiuos pagrindinius Visatos paveikslo komponentus, bet mes tikrai nežinome, ką iš jų sukuria fizika“, - apie infliaciją, tamsiąją energiją ir taip pat paslaptingą tamsiąją medžiagą sakė Dodelsonas. „Ateinantį dešimtmetį siekiama nustatyti fiziką“.
Šaltinis: Čikagos universitetas
