Гравитационните вълни могат да имат неинфлационен произход

Гравитационните вълни могат да имат неинфлационен произход

Миналия месец астрофизиците обявиха революционно откритие: открити са убедителни доказателства за съществуването на гравитационни вълни, а източникът на тези вълни може да бъде периодът на инфлация непосредствено след Големия взрив.

Може би това е убедително доказателство, но може ли да има друго обяснение?

В статия, представена в предварителните публикации на ArXiv миналата седмица, трима теоретични физици отблъснаха резултатите от проекта Cosmic Extragalactic Polarization 2 (BICEP2), което предполага, че има друг източник на гравитационни вълни.

Първо, нека се върнем малко назад. Какво е инфлацията и как гравитационните вълни стават доказателство за неговото появяване?

Гравитационните вълни могат да имат неинфлационен произход

Графично представяне на сингулярността на Вселената.

Накратко, когато проектът BICEP2 открива поляризационни вълни в космическия микровълнов фон (CMB), сигналът съответства на теоретичните прогнози за това как трябва да изглеждат гравитационните вълни. Но досега гравитационните вълни (съществуването на което Айнщайн предлага, по време на развитието на тяхната обща теория на относителността преди почти 100 години) бяха много трудни за откриване. Така че, на пръв поглед, резултатите от изследването на BICEP2 са исторически. Тези наблюдения на гравитационните вълни не се оспорват от нито един учен. Но как тези гравитационни вълни в крайна сметка оставят незаличим белег върху космическия микровълнов фон? Това е спорен въпрос.

Космическият микровълнов слой съществува навсякъде, в границите на нашите възможности за наблюдение. Като го считаме за „Ехото“ на Големия взрив, което се е случило преди почти 14 милиарда години, можем да анализираме много малки температурни колебания (известни като „анизотропии“), за да получим представа за структурата на Вселената веднага след Големия взрив.

Космолозите смятат, че за да съществува Вселената в сегашния мащаб, Първият взрив се е случил първо и тогава е имало период на интензивно ускорение. По-бързо от скоростта на светлината, разширяването се случи в една милиардна част от една милиардна от милиардната част от една милионна част от секундата след Големия взрив.

Етапи на еволюцията на Вселената. Кликнете върху изображението, за да го увеличите

За съвременното разбиране за Вселената ще бъде справедливо да има инфлация.

Както обяснява екипът на проекта BICEP2, гравитационната вълна, затворена в космическия микровълнов слой, предполага, че самите гравитационни вълни са с инфлационен произход. Гравитационните вълни, които генерират най-енергични събития във Вселената, вариращи от черни дупки и завършващи с експлозии на звезди, се разпространяват в пространството-време със скоростта на светлината. Изследователите от теорията на инфлацията също вярват, че първичните гравитационни вълни могат да бъдат генерирани по време на най-интензивното събитие, което никога няма да видим: инфлация. Резултатите от проекта BICEP2 несъмнено показват наличието на убедителни доказателства за инфлационния и квантовия произход на тези вълни.

Въпреки това, теоретичните физици Джеймс Б. Дент (Университет на Луизиана, Лафайет ), Лорънс М. Краус (Университет на Аризона, Темпе) и Харш Матур (Университет Case Western Reserve, Кливланд, Охайо) ) смятат, че изследователите на BICEP2 може да са пропуснали алтернативен източник на тези вълни.

„Въпреки факта, че инфлационният сигнал остава най-правдоподобният източник (на гравитационен вълнов сигнал), текущото измерване, за съжаление, все още позволява възможността фоновите гравитационни вълни да възникнат в резултат на саморегулирания скаларен фонов преход, възникнал малко по-късно. пише физика.

И така, какво означава това?

Гравитационните вълни могат да имат неинфлационен произход

Диаграма на Вселената на Ламбда-ЦБР (от Големия взрив до нашата ера).

След Големия взрив Вселената приличаше на хаотична енергия. Веднага след като започна да се охлажда, тази енергия започна бавно да се кондензира (като дъждовни капки, образувани от пара в облаците), създавайки фундаменталните частици и сили, които познаваме и обичаме в нашата модерна епоха. Всяка частица и сила се появяват след всеки следващ „фазов преход“. Но тези фазови промени не са равни и не се случват по едно и също време в цялата вселена. Настъпват фазови промени в локализирани джобове. Но в критичната точка, когато Вселената се е охладила достатъчно, се смята, че тези джобове са изравнени изведнъж.

Въпреки че тази промяна на критичната фазова точка във Вселената има по-малко енергия от инфлационния период, който се е случил по-рано, Джеймс Б. Дент и неговият екип предполагат, че това събитие е създало вълна, която генерира гравитационни вълни, които BICEP2 наблюдава в космическия микровълнов слой.

Както е отбелязано в ArXiv, теоретиците не обсъждат дали инфлацията е или не, те се опитват да определят други източници на гравитационни вълни.

Когато става въпрос за решаване на мистериите в началото на Космоса, не може да се избере една теория, която „доказва” само един механизъм. Въпреки че изследователите от BICEP2 са открили убедителни доказателства, че гравитационните вълни имат инфлационен произход, тази нова работа показва, че теоретичните физици далеч не намират консенсус.

Коментари (0)
Свързани статии
Популярни статии
Търсене