Jedyny sposób, aby dowiedzieć się, jak wyglądał Wszechświat w momencie Wielkiego Wybuchu, wymaga analizy fal grawitacyjnych powstałych podczas jego powstania. Niewykrycie fal stwarza ograniczenia dotyczące początkowych warunków wszechświata i zawęża pole, w którym faktycznie musimy szukać, aby je znaleźć.
Podobnie jak w przypadku kosmicznego mikrofalowego tła, uważa się, że Wielki Wybuch spowodował falę grawitacyjną - fale w przestrzeni i czasie. Z naszego obecnego zrozumienia, fale grawitacyjne są jedyną znaną formą informacji, która może do nas dotrzeć bez zniekształceń od początków Wszechświata. Byłyby obserwowane jako „stochastyczne” lub losowe tło i niosłyby ze sobą informacje o ich gwałtownym pochodzeniu oraz o naturze grawitacji, której nie można uzyskać za pomocą konwencjonalnych narzędzi astronomicznych. Istnienie fal zostało przewidziane przez Alberta Einsteina w 1916 r. W jego ogólnej teorii względności.
Analiza danych zebranych w okresie dwóch lat, od 2005 do 2007 r., Pokazuje, że stochastyczne tło fal grawitacyjnych nie zostało jeszcze odkryte. Ale nieodkrywanie tła, opisane w nowej pracy w Nature 20 sierpnia, oferuje własną markę wglądu w najwcześniejszą historię wszechświata.
„Ponieważ nie zaobserwowaliśmy tła stochastycznego, niektóre z tych wczesnych modeli wszechświata, które przewidują stosunkowo duże tło stochastyczne, zostały wykluczone”, powiedział Vuk Mandic, adiunkt na University of Minnesota i szef grupy, która wykonała analiza. „Wiemy teraz nieco więcej na temat parametrów opisujących ewolucję wszechświata, który miał mniej niż minutę.”
Według Mandica nowe odkrycia ograniczają modele łańcuchów kosmicznych, obiektów, które, jak się sugeruje, pozostały z początku wszechświata, a następnie zostały rozciągnięte na ogromne długości przez ekspansję wszechświata; struny, jak twierdzą niektórzy kosmolodzy, mogą tworzyć pętle, które wytwarzają fale grawitacyjne, gdy oscylują, gniją i ostatecznie znikają.
„Ponieważ nie zaobserwowaliśmy tła stochastycznego, niektóre z tych wczesnych modeli wszechświata, które przewidują stosunkowo duże tło stochastyczne, zostały wykluczone”, powiedział Mandic. „Jeśli istnieją kosmiczne struny lub superstruny, ich właściwości muszą być zgodne z dokonanymi pomiarami - to znaczy, że ich właściwości, takie jak napięcie struny, są bardziej ograniczone niż wcześniej”.
Jest to interesujące, mówi, „ponieważ takie ciągi mogą być również tak zwanymi ciągami podstawowymi, pojawiającymi się w modelach teorii strun. Tak więc nasz pomiar oferuje również sposób na sondowanie modeli teorii strun, co dziś jest bardzo rzadkie. ”
W analizie wykorzystano dane zebrane z interferometrów LIGO w Hanford, Wash. I Livingston, La. Każdy interferometr w kształcie litery L wykorzystuje laser podzielony na dwie wiązki, które przemieszczają się tam iz powrotem wzdłuż długich ramion interferometru. Dwie wiązki służą do monitorowania różnicy między dwoma długościami ramion interferometru.
Kolejna faza projektu, o nazwie Advanced LIGO, zostanie wprowadzona do sieci w 2014 r. I będzie 10 razy bardziej wrażliwa niż obecny instrument. Umożliwi to naukowcom wykrycie kataklizmicznych zdarzeń, takich jak zderzenia czarnych dziur i gwiazd neutronowych z odległości 10-krotnie większej.
Artykuł Nature zatytułowany jest „Górna granica amplitudy stochastycznego tła fali grawitacyjnej pochodzenia kosmologicznego”.
Źródło: EurekAlert
