Dager som disse gjør det å være en astrofysiker interessant. På den ene siden er det kunngjøringen av BICEP2 om at den lenge mistenkte teorien om en inflasjonsfylt big bang faktisk er sann. Det er den typen oppdagelse som får deg til å ønske å fange tilfeldige mennesker fra gaten og fortelle dem hva en fantastisk ting universet er. På den annen side er dette akkurat den typen øyeblikk hvor vi skal være rolige, og skyve tilbake påstandene fra ett forskerteam. La oss ta pusten dypt og se på hva vi vet og hva vi ikke gjør.
For det første, la oss fjerne noen rykter. Denne siste forskningen er ikke det første beviset på gravitasjonsbølger. Det første indirekte beviset for gravitasjonsbølger ble funnet i orbital forfallet av en binær pulsar av Russell Hulse og Joseph Taylor, som de ble tildelt Nobelprisen i 1993. Dette nye verket er heller ikke den første oppdagelsen av polarisering i den kosmiske mikrobølgeovnen bakgrunn, eller til og med den første observasjonen av B-modus polarisering. Dette nye verket er spennende fordi det finner bevis på en spesifikk form for polarisering av B-modus pga primordial gravitasjonsbølger. Den typen gravitasjonsbølger som bare ville være forårsaket av inflasjon i de tidligste øyeblikkene av universet.
Det skal også bemerkes at dette nye arbeidet ennå ikke har vært fagfellevurdert. Det vil være, og det vil mest sannsynlig passere mønster, men inntil det gjør det, bør vi være litt forsiktige med resultatene. Selv da må disse resultatene bekreftes av andre eksperimenter. For eksempel skal data fra Planck-romteleskopet kunne bekrefte disse resultatene forutsatt at de er gyldige.
Når det er sagt, disse nye resultatene er virkelig, veldig interessante.
Det teamet gjorde var å analysere det som er kjent som B-modus polarisering innenfor den kosmiske mikrobølgebakgrunnen (CMB). Lysbølger svinger vinkelrett på bevegelsesretningen, på samme måte som vannbølger svinger opp og ned mens de ferdes langs vannoverflaten. Dette betyr at lys kan ha en retning. For lys fra CMB har denne orienteringen to moduser, kjent som E og B. E-modus polarisering er forårsaket av temperatursvingninger i CMB, og ble først observert i 2002 av DASI interferometer.
B-modus polarisering kan skje på to måter. Den første måten skyldes gravitasjonslinsing. Den første skyldes gravitasjonslinsing av E-modus. Den kosmiske mikrobølgebakgrunnen vi ser i dag har reist i mer enn 13 milliarder år før han nådde oss. Under reisen har noe av det gått nær nok til galakser og lignende til å være linser på tyngdepunktet. Denne gravitasjonslinsingen vrir polarisasjonen litt, og gir noe av den en B-modus polarisering. Denne typen ble først observert i juli 2013. Den andre veien skyldes gravitasjonsbølger fra den tidlige inflasjonsperioden i universet. Mens inflasjonsperioden inntraff, produserte den tyngdekraftsbølger i kosmisk skala. Akkurat som gravitasjonslinsingen produserer B-modus polarisering, gir disse urbane gravitasjonsbølgene en B-modus effekt. Oppdagelsen av urolig B-modus polarisering er det som ble kunngjort i dag.
Inflasjon er blitt foreslått som en grunn til at den kosmiske mikrobølgebakgrunnen er så ensartet som den er. Vi ser små svingninger i CMB, men ikke store varme eller kalde steder. Dette betyr at det tidlige universet må ha vært lite nok til at temperaturene kan jevne seg ut. Men CMB er så enhetlig at det observerbare universet må ha vært mye mindre enn forutsagt av big bang. Imidlertid, hvis universet opplevde en rask økning i størrelse i løpet av sine tidlige øyeblikk, ville alt ordne seg. Det eneste problemet var at vi ikke hadde noen direkte bevis på inflasjon.
Forutsatt at de nye resultatene holder opp, gjør vi det nå. Ikke bare det, vi vet at inflasjonen var sterkere enn vi forventet. Styrken til gravitasjonsbølgene måles i en verdi kjent som r, der større er sterkere. Det ble funnet at r = 0,2, som er mye høyere enn forventet. Basert på tidligere resultater fra Planck-teleskopet, ble det forventet at r <0,11. Så det ser ut til å være litt spenning med tidligere funn. Det er måter denne spenningen kan løses på, men hvordan er ennå ikke bestemt.
Så dette arbeidet må fortsatt være fagfellevurdert, og det må bekreftes av andre eksperimenter, og da må spenningen mellom dette resultatet og tidligere resultater løses. Det er fortsatt mye å gjøre før vi virkelig forstår inflasjonen. Men totalt sett er dette virkelig store nyheter, muligens til og med Nobelprisen verdig. Resultatene er så sterke at det virker ganske tydelig at vi har direkte bevis på kosmisk inflasjon, som er et stort skritt fremover. Før i dag hadde vi bare fysiske bevis tilbake til da universet var omtrent et sekund gammelt, på et tidspunkt da nukleosyntesen skjedde. Med dette nye resultatet kan vi nå undersøke universet når det var mindre enn 10 billioner billioner billioner av et sekund gammelt.
Noe som er ganske utrolig når du tenker på det.
