Ημέρες σαν αυτές καθιστούν ενδιαφέρουσα την αστροφυσική. Από τη μία πλευρά, υπάρχει η ανακοίνωση του BICEP2 ότι η μακροχρόνια ύποπτη θεωρία για ένα πληθωριστικό big bang είναι πραγματικά αληθινή. Είναι ο τύπος της ανακάλυψης που σε κάνει να θέλεις να τραβήξεις τυχαίους ανθρώπους από το δρόμο και να τους πεις τι είναι εκπληκτικό πράγμα το Σύμπαν. Από την άλλη πλευρά, αυτός είναι ακριβώς ο τύπος της στιγμής που πρέπει να είμαστε ήρεμοι και να προωθήσουμε τους ισχυρισμούς μιας ερευνητικής ομάδας. Ας πάρουμε λοιπόν μια βαθιά ανάσα και να δούμε τι ξέρουμε και τι δεν έχουμε.
Πρώτα απ 'όλα, ας διαλύσουμε μερικές φήμες. Αυτή η τελευταία έρευνα δεν είναι η πρώτη απόδειξη βαρυτικών κυμάτων. Οι πρώτες έμμεσες ενδείξεις για βαρυτικά κύματα βρέθηκαν στην τροχιακή αποσύνθεση ενός δυαδικού πάλσαρ από τους Russell Hulse και Joseph Taylor, για την οποία τους απονεμήθηκε το βραβείο Νόμπελ το 1993. Αυτό το νέο έργο δεν είναι επίσης η πρώτη ανακάλυψη πόλωσης στο κοσμικό φούρνο μικροκυμάτων φόντο, ή ακόμα και την πρώτη παρατήρηση της πόλωσης της λειτουργίας Β. Αυτή η νέα δουλειά είναι συναρπαστική επειδή βρίσκει αποδείξεις για μια συγκεκριμένη μορφή πόλωσης της λειτουργίας Β λόγω πρωταρχικός βαρυτικά κύματα. Ο τύπος των βαρυτικών κυμάτων που προκαλούνται μόνο από τον πληθωρισμό κατά τις πρώτες στιγμές του Σύμπαντος.
Θα πρέπει επίσης να σημειωθεί ότι αυτό το νέο έργο δεν έχει ακόμη αξιολογηθεί από ομοτίμους. Θα είναι, και κατά πάσα πιθανότητα θα περάσει, αλλά μέχρι να γίνει, θα πρέπει να είμαστε λίγο προσεκτικοί σχετικά με τα αποτελέσματα. Ακόμα και τότε αυτά τα αποτελέσματα θα πρέπει να επαληθευτούν από άλλα πειράματα. Για παράδειγμα, τα δεδομένα από το διαστημικό τηλεσκόπιο Planck θα πρέπει να μπορούν να επιβεβαιώνουν αυτά τα αποτελέσματα με την προϋπόθεση ότι είναι έγκυρα.
Ωστόσο, αυτά τα νέα αποτελέσματα είναι πραγματικά, πολύ ενδιαφέροντα.
Αυτό που έκανε η ομάδα ήταν να αναλύσει αυτό που είναι γνωστό ως πόλωση B-mode στο κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων (CMB). Τα φωτεινά κύματα ταλαντεύονται κάθετα στην κατεύθυνση κίνησής τους, παρόμοια με τον τρόπο που τα κύματα του νερού κυμαίνονται πάνω και κάτω ενώ ταξιδεύουν κατά μήκος της επιφάνειας του νερού. Αυτό σημαίνει ότι το φως μπορεί να έχει προσανατολισμό. Για φως από το CMB, αυτός ο προσανατολισμός έχει δύο τρόπους, γνωστούς ως E και B. Η πόλωση E-mode προκαλείται από διακυμάνσεις θερμοκρασίας στο CMB και παρατηρήθηκε για πρώτη φορά το 2002 από το συμβολόμετρο DASI.
Η πόλωση της λειτουργίας Β μπορεί να συμβεί με δύο τρόπους. Ο πρώτος τρόπος οφείλεται στο βαρυτικό φακό. Το πρώτο οφείλεται στο βαρυτικό φακό του τρόπου E. Το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων που βλέπουμε σήμερα έχει ταξιδέψει για περισσότερα από 13 δισεκατομμύρια χρόνια πριν φτάσει σε μας. Κατά τη διάρκεια του ταξιδιού του, μερικά από αυτά έχουν περάσει αρκετά κοντά στους γαλαξίες και τα παρόμοια για να φαίνονται βαρυτικά. Αυτός ο βαρυτικός φακός στρίβει λίγο την πόλωση, δίνοντας σε κάποια από αυτές μια πόλωση B-mode. Αυτός ο τύπος παρατηρήθηκε για πρώτη φορά τον Ιούλιο του 2013. Ο δεύτερος τρόπος οφείλεται στα βαρυτικά κύματα από την πρώιμη πληθωριστική περίοδο του σύμπαντος. Καθώς εμφανίστηκε η πληθωριστική περίοδος, τότε παρήγαγε κύματα βαρύτητας σε κοσμική κλίμακα. Ακριβώς όπως ο βαρυτικός φακός παράγει πόλωση B-mode, αυτά τα αρχέγονα βαρυτικά κύματα παράγουν ένα φαινόμενο B-mode. Η ανακάλυψη της πόλωσης του αρχέγονου κύματος B-mode είναι αυτό που ανακοινώθηκε σήμερα.
Ο πληθωρισμός έχει προταθεί ως λόγος για τον οποίο το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων είναι το ίδιο ομοιόμορφο. Βλέπουμε μικρές διακυμάνσεις στο CMB, αλλά όχι σε μεγάλες θερμές ή κρύες περιοχές. Αυτό σημαίνει ότι το πρώιμο Σύμπαν πρέπει να ήταν αρκετά μικρό για να εξομαλυνθούν οι θερμοκρασίες. Αλλά το CMB είναι τόσο ομοιόμορφο που το παρατηρήσιμο σύμπαν πρέπει να ήταν πολύ μικρότερο από αυτό που είχε προβλέψει το big bang. Ωστόσο, εάν το Σύμπαν γνώριζε μια γρήγορη αύξηση του μεγέθους κατά τις πρώτες στιγμές του, τότε όλα θα λειτουργούσαν. Το μόνο πρόβλημα ήταν ότι δεν είχαμε καμία άμεση ένδειξη πληθωρισμού.
Υποθέτοντας ότι αυτά τα νέα αποτελέσματα παραμένουν, τώρα το κάνουμε. Όχι μόνο αυτό, γνωρίζουμε ότι ο πληθωρισμός ήταν ισχυρότερος από ό, τι περιμέναμε. Η ισχύς των βαρυτικών κυμάτων μετριέται σε μια τιμή γνωστή ως r, όπου το μεγαλύτερο είναι ισχυρότερο. Διαπιστώθηκε ότι r = 0,2, το οποίο είναι πολύ υψηλότερο από το αναμενόμενο. Με βάση προηγούμενα αποτελέσματα από το τηλεσκόπιο Planck, αναμενόταν ότι r <0,11. Έτσι φαίνεται να υπάρχει μια ένταση με προηγούμενα ευρήματα. Υπάρχουν τρόποι με τους οποίους μπορεί να επιλυθεί αυτή η ένταση, αλλά πώς πρέπει να καθοριστεί ακόμη.
Επομένως, αυτό το έργο πρέπει να επανεξεταστεί από ομοτίμους και πρέπει να επιβεβαιωθεί από άλλα πειράματα και, στη συνέχεια, η ένταση μεταξύ αυτού του αποτελέσματος και των προηγούμενων αποτελεσμάτων πρέπει να επιλυθεί. Πρέπει να γίνουν ακόμη πολλά πριν καταλάβουμε πραγματικά τον πληθωρισμό. Όμως, γενικά, είναι πραγματικά μεγάλα νέα, πιθανώς αξίζει ακόμη και το βραβείο Νόμπελ. Τα αποτελέσματα είναι τόσο ισχυρά που φαίνεται αρκετά σαφές ότι έχουμε άμεσα στοιχεία για τον κοσμικό πληθωρισμό, το οποίο είναι ένα τεράστιο βήμα προς τα εμπρός. Πριν από σήμερα είχαμε μόνο φυσικές ενδείξεις όταν το σύμπαν ήταν περίπου ένα δεύτερο παλιό, σε μια εποχή που συνέβη η πυρηνοσύνθεση. Με αυτό το νέο αποτέλεσμα είμαστε πλέον σε θέση να διερευνήσουμε το Σύμπαν όταν ήταν μικρότερο από 10 τρισεκατομμύρια τρισεκατομμύρια τρίμηνα του δευτερολέπτου.
Αυτό είναι πολύ εκπληκτικό όταν το σκέφτεστε.
