Космолозите ще наблюдават първите моменти от Вселената
Телескопа на Южния Полюс под светлините на Южното полярно сияние (aurora australis) (Credit: Photo by Keith Vanderlinde)ScienceDaily (Feb. 17, 2009) — През следващото десетилетие, деликатното измерване на първичната светлина може да разкрие убедителни доказателства за популярната космическа теория на инфлацията, която постулира, че случайни микроскопични флуктуации в плътността на тъканта на пространството и времето са дали живот на Вселената в горещ Голям Взрив преди около 13.7 милиарда години.
Сред космолозите търсещи за тези слаби сигнали ще бъде и Джон Карлстром, изявеният професор от С. Чандрасекар, по Астрономия и Астрофизика в Университета в Чикаго. Карлстром оперира телескопа на южния полюс (SPT) с група от учени от 9 институции в търсенето им на доказателства за произхода и еволюцията на Вселената.
Сега целта им е да подложат космическата инфлационна теория на най-взискателния наблюдателен тест правен досега.
Тестът: засичането на крайно слаби гравитационни вълни, които са предречени, че би трябвало да бъдат произведени от космическата инфлация (разширение) от Общата Теория на Относителността на Айнщайн.
"Ако засечете гравитационни вълни, това ви говори много за инфлацията на нашата Вселена,” казва Карлстром. Това също би премахнало многото конкуриращи се идеи за произхода на Вселената. „Има няколко такива теории, но те не предричат такива крайности, като Голям Взрив, тази квантова флуктуация, с която започва всичко,” каза той. Нито пък биха предрекли гравитационни вълни на нива, на които могат да се засекат.
Карлстром и колегата му Скот Доделсон бяха на панел от космолози дискутиращи тези и свързани с тях теми на 16-ти Фев. на ежегодната среща на Американската Асоциация за Напредване в Науката в Чикаго. Темата им беше озаглавена, „Произход и Край: От началото до края на Вселената.”
Алън Гут от Масачузетския Технологичен Институт също е бил там. През 1979, Гут прокара теорията за космическата инфлация, която предсказва съществуването на ограничен брой Вселени. За съжаление, космолозите нямат все още средство за тестване на това предзказание.
"Тъй като това са отделни вселени, по дефиниция това означава, че ние не можем да имаме контакт с тях. Нищо, което се случва там не може да повлияе на нас,” казва Доделсон, учен от Националната Лаборатория за ускорения Ферми и професор по астрономия и астрофизика от Университета в Чикаго.
Обаче има проблем при доказването на космическата инфлация. Феномена трябва да произвежда два вида пертурбации (флуктуации, смущения). Първата е флуктуация в плътността на суб-атомните частици, която се случва постоянно във Вселената, и учените вече са наблюдавали това.
"Обикновено, те се случват на атомно ниво. Ние никога не ги забелязваме,” казва Доделсон. Но инфлацията би опъвала незабавно тези пертурбации в космически пропорции. „Тази схема всъщност работи. Ние можем да калкулираме как биха изглеждали тези пертурбации, и се оказва, че те точно произвеждат галактиките във Вселената.”
Вторият клас на пертурбации биха били гравитационните вълни – Айнщайнови изкривявания в пространството и времето. Гравитационните вълни също биха прерастнали в космически пропорции, дори достатъчно силни за да бъдат засечени от космолозите с чувствителни телескопи настроени в подходяща честота на електромагнитната радиация.
"Бихме могли да ги видим, ако инструментите на Джон бяха достатъчно чувствителни,” каза Доделсон.
Карлстром и колегите му строят специален инструмент, полариметър, като допълнение на SPT, за търсене на гравитационни вълни. SPT оперира на суб-милиметровите дължини на вълната, между микровълните и инфрачервените в електромагнитния спектър.
Космолозите също използват SPT в опитите им да решат мистерията на тъмната материя. Отблъскваща сила, тъмната енергия разширява Вселената и надвива гравитацията, привличащата сила упражнявана от всяка материя. Тъмната енергия е невидима, но астрономите могат да видят влиянието й върху куповете галактики, които са се формирали през последните няколко милиарда години.
SPT засича микровълновата остатъчна радиация, сиянието останало след Големия Взрив. Космолозите са открили информацията от тази остатъчна радиация, която представлява музиката от космическата симфония. Но сега учените се ослушват за тоновете на по тих инструмент – гравитационните вълни – които са в основата на остатъчната радиация (лъчение).
"Имаме тези ключови компоненти в нашата снимка на Вселената, но не знаем каква физика ги произвежда,” казва Доделсон относно инфлацията, тъмната енергия и тъмната материя. „Целта през следващото десетилетие е да се идентифицира физиката.”
Източник: http://www.sciencedaily.com/releases/2009/02/090216092722.htm