Teoria inflacji sugeruje, że wszechświat przeszedł okres ekspansjonalnej ekspansji zaraz po Wielkim Wybuchu. Jednak zespół naukowców odkrył, że promieniowanie grawitacyjne może być wytwarzane przez mechanizm inny niż inflacja. Zatem ten rodzaj promieniowania, jeśli zostanie ostatecznie wykryty, nie dostarczy rozstrzygających dowodów na teorię inflacji, która kiedyś była uważana za pewnik.
„Widząc pierwotne tło fali grawitacyjnej, nie możemy już dłużej być pewnym, że jest to spowodowane inflacją” - powiedział astronom Lawrence Krauss z Case Western Reserve University.
Teoria inflacji została po raz pierwszy zaproponowana przez kosmologa Alana Gutha w 1981 r. Jako sposób na wyjaśnienie niektórych cech wszechświata, które wcześniej zaskoczyły astronomów, na przykład dlaczego wszechświat jest tak bliski bycia płaskim i dlaczego jest tak jednolity. Dzisiaj inflacja pozostaje najlepszym sposobem na teoretyczne zrozumienie wielu aspektów wczesnego wszechświata Wielkiego Wybuchu, ale większość prognoz teorii jest dość niejasna, tak że nawet gdyby prognozy były przestrzegane, prawdopodobnie nie zapewniłyby jasnego - wyciąć potwierdzenie teorii.
Jednak promieniowanie grawitacyjne było uważane za jedno z kluczowych przewidywań teorii inflacji, a wykrycie tego spektrum było uważane przez fizyków za dowód „palenia pistoletu”, że inflacja rzeczywiście nastąpiła miliardy lat temu.
Promieniowanie grawitacyjne jest prognozą ogólnej teorii względności Einsteina. Zgodnie z teorią, ilekroć przemieszczają się duże ilości masy lub energii, zakłóca to czasoprzestrzeń i otaczają ją fale, które emanują z regionu, w którym następuje przesunięcie. Fale te nie są łatwo wykrywalne, ale istnieje jeden eksperyment zaprojektowany w celu bezpośredniego poszukiwania tego promieniowania, laserowe interferometr Grawitacyjne Obserwatorium Fali (LIGO) w Livingston w Luizjanie. Nadchodząca misja Plancka, która ma się rozpocząć w 2009 r., Będzie szukać jej pośrednio, patrząc na kosmiczne tło mikrofalowe.
Do tej pory powszechnie uważano, że wykrycie promieniowania grawitacyjnego w postaci spolaryzowanego światła z CMB potwierdzi teorię inflacji, ponieważ uważano, że inflacja byłaby jedynym sposobem na wytworzenie tego promieniowania. Ale Krauss i jego zespół podnieśli kwestię, czy promieniowanie to można jednoznacznie powiązać z inflacją.
Zespół Kraussa sugeruje, że zjawisko zwane „łamaniem symetrii” może również wytwarzać promieniowanie grawitacyjne. Łamanie symetrii jest centralną częścią fizyki cząstek elementarnych, w której układ przechodzi od stanu symetrycznego do stanu niskiej energii, który nie jest symetryczny. Wyjaśnienie Kraussa jest takie, że „pole skalarne” (podobne do pola elektrycznego lub magnetycznego) wyrównuje się wraz z rozszerzaniem się wszechświata. Ale wraz z rozszerzaniem się wszechświata, każdy region, nad którym wyrównane jest pole, wchodzi w kontakt z innymi regionami, w których pole ma inne wyrównanie. Kiedy tak się dzieje, pole rozluźnia się do stanu, w którym jest wyrównane w całym regionie, a podczas relaksacji emituje promieniowanie grawitacyjne.
Wszystko to jest dość mylące, ale słodzona wersja skondensowana polega na tym, że jeśli kiedykolwiek zostanie wykryte promieniowanie grawitacyjne, wydarzenie to niekoniecznie zweryfikuje teorię inflacji. Zatem, czy kiedykolwiek uda się potwierdzić teorię inflacji, okaże się.
Artykuł Kraussa „Prawie skali niezmiennego spektrum promieniowania grawitacyjnego z globalnych przemian fazowych” został opublikowany w „Physical Review Letters” z kwietnia 2008 r.
Oryginalne źródło informacji: Komunikat prasowy Case Western Reserve University
