Obstojí Epic Big Bang Discovery v skúške času?

Vzor B-režimu pozorovaný teleskopom BICEP2

Gravitačné vlny z inflácie vytvárajú v polarizácii kozmického mikrovlnného pozadia krútiaci vzor, ​​ktorý sa nazýva „zvinutie“ alebo vzor B-režimu. Tu sa zobrazuje skutočný vzor režimu B pozorovaný teleskopom BICEP2. (Obrazový kredit: Spolupráca BICEP2)





Jeden z najviac objavených astrofyzikových nálezov v nedávnej minulosti sa dostal pod paľbu.

V marci tím vedcov oznámil, že našiel dôkazy o prvotných gravitačných vlnách, vlnení sa v časopriestore od najskorších okamihov vesmíru. Ale ďalší vedci už začali objav spochybňovať a naznačovali, že to môže byť jednoducho podpis prachu v našej vlastnej galaxii Mliečna dráha.

'Detekcia gravitačných vĺn by bola najdôležitejším výsledkom fyziky 21. storočia,' povedal teoretický astrofyzik David Spergel z Princetonskej univerzity začiatkom tohto mesiaca na 224. stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti v Bostone. [ Veľký tresk teraz v 10 jednoduchých krokoch ]



Dodal však, že „neexistujú žiadne štatistické dôkazy o tvrdení, že by boli viditeľné gravitačné vlny“.

Dôkazy o inflácii

Väčšina vedcov si myslí, že v prvých 10-35sekundy-zhruba jedna bilióntina biliónty biliónthindy sekundy-po Veľkom tresku zažil raný vesmír rýchlu expanziu známu ako inflácia. V tomto krátkom okamihu priestoropriestor vybuchol smerom von oveľa rýchlejšie ako rýchlosť svetla. Vesmír sa dnes stále rozširuje, ale oveľa pomalším tempom.



Silné dôkazy o inflácii nájdete v kozmické mikrovlnné pozadie žiarenie (CMB), svetlo, ktoré zostalo z Veľkého tresku. Teplotné odchýlky v CMB, ktorá preniká celou oblohou, sú malé, čo naznačuje, že vesmír pôvodne pochádzal z malej oblasti vesmíru, tvrdia vedci.

Spergel porovnal relatívnu uniformitu CMB s vyučovaním triedy, v ktorej všetci študenti odovzdávajú identické skúšky.

'To naznačuje, že v miestnosti buď prebieha komunikácia, alebo sú na začiatku zdieľané niektoré informácie,' povedal.



Ak by sa informácie zdieľali v časopriestore, aby sa zachovali podobné podmienky, museli by cestovať takmer okamžite cez obrovské úseky vesmíru, čo je proces, ktorý väčšina vedcov považuje za nepravdepodobný.

Inflácia by na CMB zanechala svoje stopy v podobe gravitačných vĺn, skreslení časopriestoru, hovorí sa. Tímy vedcov z celého sveta preto hľadali „režimy B“, typ polarizácie v CMB, o ktorej sa predpokladá, že bude generovaná prvotnými gravitačnými vlnami.

Hnusný prach

Slnko zapadá za ďalekohľadom BICEP2 v popredí. V pozadí stojí teleskop južného pólu.

Slnko zapadá za ďalekohľadom BICEP2 v popredí. V pozadí stojí teleskop južného pólu.(Obrazový kredit: Steffen Richter (Harvardská univerzita))

V marci tím vedený Johnom Kovacom z Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics oznámil, že pravdepodobne detekovali režimy B pomocou teleskopu na pozadí zobrazovania kozmickej extrragalaktickej polarizácie (BICEP2) v Antarktíde. Tento objav bol chválený ako prvý priamy dôkaz o výskyte kozmickej inflácie. [Kozmická inflácia a gravitačné vlny: objavné obrázky]

Spergel povedal, že keď sa dozvedel správy, bol „nadšený, ale pochyboval o výsledkoch“.

Jeho počiatočné obavy pramenili zo skutočnosti, že merania vykonané tímom BICEP2 boli vykonávané iba v jednoenergetickej frekvencii. Spergel tvrdil, že na detekciu pevných častíc sú potrebné najmenej tri frekvencie.

Pozorovania v jednom pásme môžu stanoviť limity pre gravitačné vlny, ale 'je veľmi ťažké presvedčivú detekciu,' povedal.

Ďalší problém s hlásenou detekciou pochádza zo skutočnosti, že prach v galaxii Mliečna dráha môže rozptyľovať mikrovlny a vytvárať podobný polarizačný vzor, ​​aký vytvára gravitačné vlny - efekt, ktorý je možné odpočítať.

'Prach sa ukázal byť ešte nebezpečnejším problémom, než si mnohí z nás pred rokmi mysleli,' povedal Spergel.

Tím BICEP2 uskutočnil svoje merania v jednej z najpolarizovanejších oblastí oblohy a Spergel tvrdí, že vedci dostatočne neodčítali príspevok z popredia emisie prachu.

Tím sa spoliehal na predbežné zistenia o kozmickom prachu uvedené v konferenčnom rozhovore vedcov, ktorí vedú európsku misiu Planck s mapovaním CMB, a nie na publikovaných údajoch. (Podľa člena tímu BICEP2 to bola najlepšia možná možnosť; úplné údaje o Planckovi budú zverejnené až v novembri.)

Tím BICEP2 odhaduje, že iba 3,5 až 5 percent prachu na oblohe je polarizovaných, ale veľká časť oblohy naznačuje, že skutočná hodnota polarizácie je nad 7 percent, povedal Spergel.

'Myslím si, že je optimistické predpokladať, že polarizácia je oveľa menšia,' povedal.

„Veľmi citlivý záznam“

Spergel nie je jediným vedcom, ktorý vyjadruje pochybnosti o „fajčiarskej pištoli“ inflácie. Od svojho vydania sú výsledky BICEP2 pod veľkým drobnohľadom ostatných vedcov.

Nech sa však stane čokoľvek, Spergel hovorí, že zistenia sú dôležité a pomôžu vedcom lepšie porozumieť gravitačným vlnám.

'Meranie BICEP bude veľmi dôležité pri 150 Gigahertzoch,' povedal Spergel s odkazom na frekvenciu 512 detektorov zodpovedných za zachytenie údajov.

Zistenie tiež osvetľuje dôležitú lekciu - potrebu overiť výsledok na niekoľkých rôznych frekvenciách, čo by poskytlo robustnejšie dôkazy pre detekcie z raného vesmíru.

'Vstupujeme do veľmi vzrušujúceho časového obdobia pre kozmológov, ktorí dúfajú, že zistia gravitačné vlny,' povedal Spergel. 'Myslím si, že tím BICEP by mal byť uznaný za to, že urobil veľmi citlivý záznam, za posunutie poľa vpred.'

Nasleduj nás @Spacedotcom , Facebook a Google+ . Pôvodný článok na guesswhozoo.com.