Теорія інфляції пропонує, щоб Всесвіт зазнала періоду експоненціальної експансії відразу після Великого вибуху. Але команда дослідників тепер виявила, що гравітаційне випромінювання може вироблятися за механізмом, відмінним від інфляції. Таким чином, цей тип випромінювання, якщо його врешті-решт виявлять, не дасть переконливих доказів теорії інфляції, яка колись вважалася впевненою.
"Якщо ми бачимо первісний фон гравітаційної хвилі, ми більше не можемо впевнено сказати, що це пов'язано з інфляцією", - зазначив астроном Лоуренс Краус з університету Кейс Вестерн Резерв.
Теорія інфляції вперше була запропонована космологом Аланом Гутом у 1981 році як засіб для пояснення деяких особливостей Всесвіту, які раніше збивали з пантелику астрономів, наприклад, чому Всесвіт настільки близька до плоскості та чому вона така рівномірна. Сьогодні інфляція залишається найкращим способом теоретично зрозуміти багато аспектів раннього Всесвіту Великого вибуху, але більшість прогнозів теорії є дещо нечіткими, що навіть якщо прогнози будуть дотримані, вони, ймовірно, не зможуть дати чіткий- скорочення підтвердження теорії.
Але гравітаційне випромінювання вважалося одним з ключових прогнозів теорії інфляції, і виявлення цього спектру розглядалося серед фізиків як «курильне пістолет», що свідчить про те, що інфляція насправді відбувалася мільярди років тому.
Гравітаційне випромінювання - це передбачення теорії загальної відносності Ейнштейна. Відповідно до теорії, коли велика кількість маси або енергії зміщується навколо, вона порушує навколишній простір-час і пульсації виходять з області, де відбувається зсув. Ці пульсації не легко виявити, але є один експеримент, призначений безпосередньо шукати це випромінювання, Обсерваторія гравітаційної хвилі лазерного інтерферометра (LIGO) у Лівінгстоні, штат Луїзіана. Майбутня місія Планка, яка запуститься в 2009 році, шукатиме її опосередковано, дивлячись на космічний мікрохвильовий фон.
До цих пір існувала широка думка, що виявлення гравітаційного випромінювання у вигляді поляризованого світла від КМБ підтверджуватиме теорію інфляції, оскільки вважалося, що інфляція буде єдиним способом вироблення цього випромінювання. Але Краус і його команда підняли питання про те, чи може ця радіація безпомилково пов'язана з інфляцією.
Команда Краусса пропонує, що явище, яке називається "порушення симетрії", також може спричинити гравітаційне випромінювання. Розрив симетрії є центральною частиною фізики фундаментальних частинок, де система переходить від симетричної до стану низької енергії, яка не є симетричною. Пояснення Краусса полягає в тому, що «скалярне поле» (подібне до електричного чи магнітного поля) стає вирівняним у міру розширення Всесвіту. Але в міру розширення Всесвіту кожна область, над якою вирівнюється поле, контактує з іншими регіонами, де поле має інше вирівнювання. Коли це відбувається, поле розслабляється в стан, коли воно вирівнюється по всьому регіону, і в процесі розслаблення воно випромінює гравітаційне випромінювання.
Це все досить заплутано, але підсолоджений згущений варіант полягає в тому, що якщо гравітаційне випромінювання коли-небудь виявиться, ця подія не обов'язково перевірятиме теорію інфляції. Тому, чи можна коли-небудь підтвердити теорію інфляції, залишається з'ясувати.
Доповідь Крауса «Близько масштабний інваріантний спектр гравітаційного випромінювання від глобальних фазових переходів» опублікований у листах фізичного огляду за квітнем 2008 року.
Оригінальне джерело новин: Прес-реліз університету Case Western Reserve
