W tym tygodniu podczas Narodowego Spotkania Astronomicznego Royal Astronomical Society w Wielkiej Brytanii fizycy kwestionują dowody na ostatnie wyniki BICEP2 dotyczące okresu inflacji Wszechświata, ogłoszone zaledwie 90 dni temu. Nowe badania podają w wątpliwość włączenie teorii inflacji do Standardowego Modelu Kosmologicznego w celu zrozumienia sił natury, natury cząstek elementarnych i obecnego stanu znanego Wszechświata.
W dniu 17 marca 2014 roku wydawało się, że światu zaoferowano rzut oka na ostateczne zamówienie sprzed eonów… właściwie od samego początku. BICEP2, maszyna jednozadaniowa na biegunie południowym, dostarczyła obraz, który po analizie i odjęciu szacowanego sygnału tła z Drogi Mlecznej doprowadził badaczy do wniosku, że znaleźli najwcześniejszą pozostałość po narodzinach Wszechświata, podpis w starożytne światło, które wspierało teorię inflacji.
Trzydzieści lat temu teorię inflacji wymyślili fizycy Alan Guth i Andei Linde. Guth, Linde i inni zdali sobie sprawę, że nagła ekspansja Wszechświata w zaledwie 1/1000000000000000000000000000000 000 sekundy po Wielkim Wybuchu może rozwiązać niektóre zagadkowe tajemnice Kosmosu. Inflacja może wyjaśnić jednorodność kosmicznego promieniowania tła. Podczas gdy obrazy, takie jak satelita COBE, pokazują plamisty rozkład promieniowania, w rzeczywistości obrazy te akcentują wyjątkowo małe zmiany promieniowania tła, pozostałości z Wielkiego Wybuchu, zmiany rzędu 1/100 000 części poziomu tła.
Zauważ, że czas proponowanego przez Wszechświat okresu inflacji bezpośrednio po Wielkim Wybuchu pozwoliłby dziś światłu na przemieszczenie tylko 1/1000000000000000 tysięcznej średnicy atomu wodoru. Wszechświat podczas pierwszej chwili ekspansji był zamknięty w objętości znacznie mniejszej niż pojedynczy atom.
Emocje wzrosły bardzo wysoko, kiedy zespół BICEP2 ogłosił swoje ustalenia 17 marca tego roku. Zdarzenie inflacyjne obsługiwane przez dane promieniowania tła opisano jako przechłodzenie Kosmosu, jednak byli fizycy, którzy po prostu zachowali spokój i pozostawali w opozycji do teorii. Zauważył brytyjski fizyk Sir Roger Primrose, który pozostał niedoceniany i stwierdził, że niewiarygodną okrągłą polaryzację światła, która pozostała w przetwarzanych danych z BICEP2, można wyjaśnić interakcją pyłu, światła i pól magnetycznych w naszym sąsiedztwie, Drodze Mlecznej.
Teraz nowe obserwacje z innego detektora, jednego z satelity Planck krążącego wokół Ziemi, ujawniają, że zespół promieniowania BICEP2 wydaje się nie doceniać udziału promieniowania tła ze źródeł lokalnych, pyłu w Drodze Mlecznej. Wszystkie dowody nie zostały jeszcze przedstawione, ale naukowcy wykazują teraz zastrzeżenia. Jednocześnie nie odrzuca teorii inflacji. Oznacza to, że potrzeba więcej obserwacji i prawdopodobnie z większą czułością.
Po co więc zadawać pytanie, czy fizycy konstruują urządzenie Rube Goldberg?
Nasze obecne rozumienie Wszechświata opiera się na tak zwanym „Modelu Standardowym” Kosmologii. Podczas spotkania Royal Astronomical Society w tym tygodniu dyskusje pod stopami mogłyby ujawnić model standardowy, być może w stanie upadku lub po prostu potrzebujący nowych gadżetów i mechanizmów, aby pozostać najlepszą teorią wszystkiego.
Również w tym tygodniu nowe dane dodatkowo wspierają odkrycie bozonu Higga przez dużego zderzacza hadronów w 2012 r., Cząstkę elementarną, której istnienie wyjaśnia masę cząstek podstawowych w naturze i która potwierdza istnienie pola Higgsa istotnego dla solidności standardu Model. Jednak dane związane z Higgsem ujawniają również, że gdyby nastąpił okres inflacji Wszechświata, to biorąc pod uwagę Model Standardowy, można stwierdzić, że Wszechświat powinien się zawalić i nasze dzisiejsze istnienie nie byłoby możliwe.
Dr Brian Green, badacz w dziedzinie teorii supersznurków i teorii M oraz innych, takich jak dr Stephen Hawking, szybko stwierdza, że Model Standardowy jest pośrednim krokiem w kierunku Grand Unified Teorii wszystkiego, Wszechświata. Skręcenie Modelu Standardowego w coś w rodzaju urządzenia Rube Goldberga można wytłumaczyć niepohamowanym nagromadzeniem bardziej ostrych i różnorodnych obserwacji w skali kosmicznej i kwantowej.
Dyskusje na spotkaniu Royal Astronomical Society budzą więcej wątpliwości co do teorii inflacji, która zaledwie 90 dni temu tak dobrze poparła BICEP2 - dane pochodzące z naprawdę niezwykłej najnowocześniejszej elektroniki opracowanej przez NASA i badaczy z California Institute of Technology. Próby i udręki tych wielkich teorii w celu wyjaśnienia wszystkiego nawiązują do okresu tuż przed Cudem Roku Einsteina w 1905 r. Rozdrobnione teorie wyjaśniające osobno siły natury były obecne, ale także akumulacja danych obserwacyjnych osiągnęła punkt zapalny.
Dzisiaj obserwacje wielkich obserwatoriów kosmicznych BICEP2, NASA i ESA, czułych instrumentów zakopanych mil pod ziemią i starannie opracowane eksperymenty kwantowe w laboratoriach powodują, że Model Standardowy jest bardziej zaakcentowany w wyjaśnianiu wszystkiego, ten sam model tak dobrze wsparty odkryciem Higg's Boson zaledwie dwa lata temu. Kosmolodzy przyznają, że możemy nigdy nie mieć pełnej, sprawdzonej teorii wszystkiego, która jest elegancka; jednak wyzwania stojące przed Modelem Standardowym i inflacją z pewnością ośmielą młodszych teoretyków do podwojenia wysiłków w innych pracach teoretycznych.
Do dalszego czytania:
Komunikat prasowy RAS NAM: Czy bozon Higgsa powinien spowodować upadek naszego wszechświata?
Odkryliśmy inflację !: co teraz?
Kosmologowie podają w wątpliwość dowody dotyczące inflacji
Czy wyniki BICEP2 są nieprawidłowe? Prawdopodobnie nie
