Теория инфляции предполагает, что вселенная прошла период экспоненциального расширения сразу после Большого взрыва. Но команда исследователей в настоящее время обнаружила, что гравитационное излучение может быть вызвано механизмом, отличным от инфляции. Таким образом, этот тип излучения, если он в конечном итоге обнаружен, не станет убедительным доказательством теории инфляции, которая когда-то считалась достоверной.
«Если мы видим фон первичной гравитационной волны, мы больше не можем сказать наверняка, что это связано с инфляцией», - сказал астроном Лоуренс Краусс из Case Western Reserve University.
Теория инфляции впервые была предложена космологом Аланом Гутом в 1981 году как средство для объяснения некоторых особенностей Вселенной, которые ранее ставили астрономов в тупик, например, почему Вселенная так близка к тому, чтобы быть плоской, и почему она так однородна. Сегодня инфляция остается лучшим способом теоретического понимания многих аспектов ранней вселенной Большого взрыва, но большинство предсказаний теории достаточно расплывчаты, что даже если бы предсказания были соблюдены, они, вероятно, не дали бы четкого объяснения. вырезать подтверждение теории.
Но гравитационное излучение считалось одним из ключевых предсказаний теории инфляции, и обнаружение этого спектра было расценено физиками как «дымящийся пистолет», свидетельствующий о том, что инфляция действительно произошла, миллиарды лет назад.
Гравитационное излучение является предсказанием теории относительности Эйнштейна. Согласно теории, всякий раз, когда большое количество массы или энергии перемещается вокруг, это разрушает окружающее пространство-время, и пульсации исходят из области, где происходит сдвиг. Эти волны не так легко обнаружить, но существует один эксперимент, разработанный для непосредственного поиска этого излучения, лазерная интерферометрическая гравитационная волновая обсерватория (LIGO) в Ливингстоне, Луизиана. Предстоящая «Планковская миссия», запуск которой запланирован на 2009 год, будет искать ее косвенно, глядя на космический микроволновый фон.
До сих пор считалось, что обнаружение гравитационного излучения в виде поляризованного света от CMB подтвердит теорию инфляции, поскольку считалось, что инфляция будет единственным способом, которым это излучение может быть произведено. Но Краусс и его команда подняли вопрос о том, может ли это излучение безошибочно быть связано с инфляцией.
Команда Краусса предлагает, чтобы явление, называемое «нарушением симметрии», также могло создавать гравитационное излучение. Нарушение симметрии является центральной частью физики элементарных частиц, где система переходит от симметричного к низкоэнергетическому состоянию, которое не является симметричным. Объяснение Краусса состоит в том, что «скалярное поле» (подобное электрическому или магнитному полю) выравнивается по мере расширения Вселенной. Но по мере расширения юниверса каждый регион, по которому выравнивается поле, вступает в контакт с другими регионами, в которых поле имеет другое выравнивание. Когда это происходит, поле расслабляется в состояние, когда оно выравнивается по всей области, и в процессе расслабления оно излучает гравитационное излучение.
Все это довольно запутанно, но подслащенная сжатая версия состоит в том, что если гравитационное излучение когда-либо обнаруживается, это событие не обязательно подтвердит теорию инфляции. Следовательно, можно ли подтвердить теорию инфляции, еще неизвестно.
Статья Краусса «Почти масштабный инвариантный спектр гравитационного излучения от глобальных фазовых переходов» опубликована в «Physill Review Letters» за апрель 2008 года.
Оригинальный источник новостей: пресс-релиз университета Western Reserve University
