Цього тижня на Національній нараді з астрономії Королівського астрономічного товариства у Великобританії фізики оскаржують докази останніх результатів BICEP2 щодо інфляційного періоду Всесвіту, оголошених лише 90 днів тому. Нові дослідження ставлять під сумнів включення теорії інфляції у Стандартну космологічну модель для розуміння сил природи, природи елементарних частинок та сучасного стану відомого Всесвіту.
Ще 17 березня 2014 року здавалося, що Світу було запропоновано огляд остаточного замовлення ще з епох тому ... фактично з початку часу. BICEP2, одноцільовий апарат на Південному полюсі надав зображення, яке після аналізу та віднімання оцінюваного фонового сигналу з Чумацького Шляху приводить своїх дослідників до висновку, що вони знайшли найдавніший залишок від народження Всесвіту, підпис у древнє світло, яке підтримувало теорію інфляції.
Тридцять років тому теорію інфляції осмислили фізики Алан Гут та Андій Лінде. Гут, Лінде та інші зрозуміли, що раптове розширення Всесвіту лише на 1/10000000000000000000000000000000000000-ту секунду після Великого вибуху може розгадати деякі дивовижні таємниці Космосу. Інфляція може пояснити рівномірність космічного випромінювання фону. У той час як такі зображення, як із супутника COBE, демонструють плямистий розподіл випромінювання, насправді ці зображення акцентують надзвичайно малі коливання фонового випромінювання, залишки від Великого вибуху, коливання на порядку 1/100 000-го рівня фону.
Зауважимо, що запропонований Інфляційним періодом Всесвіту одразу після Великого вибуху сьогодні дозволив світлу подорожувати лише на 1/1000000000000000-ту діаметра атома Гідрогену. Всесвіт під час цього першого моменту розширення був інкапсульований об'ємом, набагато меншим, ніж один атом.
Емоції зросли дуже високими, коли команда BICEP2 оголосила свої висновки 17 березня цього року. Подія інфляції, яку підтримують дані фонового випромінювання, описується як переохолодження Космосу, проте були фізики, які просто залишалися крутими і залишалися протилежними теорії. Помічений британський фізик, сер Роджер Примроуз, був тим, хто залишився недоохопленим і заявив, що неймовірна кругова поляризація світла, що залишилася в оброблюваних даних BICEP2, може бути пояснена взаємодією пилу, світла та магнітних полів у нашому сусідньому районі Чумацький Шлях.
Тепер нові спостереження іншого детектора - супутника Планка, який обертається навколо Землі, виявляють, що внесок фонового випромінювання з місцевих джерел, пил у Чумацькому Шляху, здається, був недостатньо оцінений командою BICEP2. Усі докази ще не викладені, але тепер дослідники демонструють застереження. Водночас вона не відкидає теорію інфляції. Це означає, що потрібно більше спостережень і, ймовірно, з більшою чутливістю.
Тож навіщо ставити запитання, чи фізики будують прилад Руба Гольдберга?
Наше теперішнє розуміння Всесвіту спирається на те, що називається «стандартною моделлю» космології. На засіданні Королівського астрономічного товариства цього тижня дискусії під ногами могли б виявити Стандартну модель, можливо, в стані колапсу або просто потребувати нових гаджетів та механізмів, щоб залишатися найкращою теорією всього.
Також на цьому тижні нові дані додатково підтримують відкриття Великого адронного колайдера в 2012 році босона Хігга, елементарної частинки, існування якої пояснює масу основних частинок у природі і що підтримує існування поля Хіггса, життєво важливого для стійкості Стандарту Модель. Однак дані, пов'язані з Хіггсом, також показують, що якби відбувся інфляційний період Всесвіту, то, якщо взяти його зі стандартною моделлю, можна зробити висновок, що Всесвіт мав би розвалитися на собі і саме наше існування сьогодні було б неможливим.
Доктор Брайан Грін, дослідник у галузі теорії супер струн та теорії М та інших, таких як доктор Стівен Хокінг, швидко стверджує, що Стандартна модель є посередницьким кроком до великої єдиної теорії всього, Всесвіту. Структуру Стандартної моделі в своєрідний пристрій Руба Голдберга можна пояснити непохитним накопиченням більш гострих і різноманітних спостережень на космічних і квантових масштабах.
Обговорення на засіданні Королівського астрономічного товариства ставлять більше сумнівів у теорії інфляції, яка лише 90 днів тому виявилася настільки добре підкріпленою BICEP2 - даними, отриманими по-справжньому чудовою електронікою, розробленою NASA та дослідниками Каліфорнійського технологічного інституту. Випробування і страждання цих великих теорій пояснюють все, що було ще до періоду Чудового року Ейнштейна, 1905 р. Роздроблені теорії, що пояснювали окремо сили природи, але також накопичення даних спостережень досягли спалаху.
Сьогодні спостереження від великих космічних обсерваторій BICEP2, NASA та ESA, чутливих приладів, похованих милями під землею та ретельно продуманих квантових експериментів у лабораторіях роблять Стандартну модель більш підкресленою при поясненні всього, та ж модель, яка так добре підтримується відкриттям Боссона Хігга лише за два роки тому. Космологи визнають, що ми ніколи не можемо мати повну перевірену теорію всього, що є елегантним; однак, проблеми зі стандартною моделлю та інфляцією, безсумнівно, потішать молодих теоретиків, щоб подвоїти зусилля в інших теоретичних роботах.
Для подальшого читання:
Прес-реліз RAS NAM: Чи повинен Хіггс Босон спричинити крах нашого Всесвіту?
Ми виявили інфляцію! Що тепер?
Космологи викликають сумніви щодо доказів інфляції
Чи недійсні результати BICEP2? Напевно, ні
