Единственный способ узнать, на что была похожа Вселенная в момент Большого взрыва, - это анализ гравитационных волн, созданных в начале Вселенной. Отсутствие обнаружения волн создает ограничения относительно начальных условий вселенной и сужает область, в которой мы действительно должны искать, чтобы найти их.
Подобно тому, как он создавал космический микроволновый фон, Большой Взрыв, как полагают, создал поток гравитационных волн - рябь в ткани пространства и времени. Исходя из нашего нынешнего понимания, гравитационные волны являются единственной известной формой информации, которая может достичь нас неискаженной с самого начала Вселенной. Их можно наблюдать как «случайный» или случайный фон, и они будут нести информацию об их насильственном происхождении и о природе гравитации, которую нельзя получить с помощью обычных астрономических инструментов. Существование волн было предсказано Альбертом Эйнштейном в 1916 году в его общей теории относительности.
Анализ данных, взятых за двухлетний период, с 2005 по 2007 год, показывает, что стохастический фон гравитационных волн еще не обнаружен. Но неисследование фона, описанное в новой статье в журнале Nature от 20 августа, дает свое собственное представление о самой ранней истории вселенной.
«Поскольку мы не наблюдали стохастический фон, некоторые из этих моделей ранней вселенной, которые предсказывают относительно большой стохастический фон, были исключены», - сказал Вук Мандик, доцент в Университете Миннесоты и глава группы, которая выполняла анализ. «Теперь мы знаем немного больше о параметрах, которые описывают эволюцию Вселенной, когда ей было меньше одной минуты».
Согласно Мандичу, новые результаты ограничивают модели космических струн, объекты, которые, как предполагается, были оставлены с начала вселенной и впоследствии растянуты до огромных размеров в результате расширения вселенной; Некоторые космологи говорят, что струны могут образовывать петли, которые производят гравитационные волны, когда они колеблются, затухают и в конечном итоге исчезают.
«Поскольку мы не наблюдали стохастический фон, некоторые из этих моделей ранней вселенной, которые предсказывают относительно большой стохастический фон, были исключены», - сказал Мандич. «Если существуют космические струны или суперструны, их свойства должны соответствовать измерениям, которые мы сделали, то есть их свойства, такие как натяжение струн, более ограничены, чем раньше».
Это интересно, говорит он, «потому что такие строки также могут быть так называемыми фундаментальными строками, появляющимися в моделях теории струн. Таким образом, наше измерение также предлагает способ исследования моделей теории струн, что сегодня очень редко ».
В анализе использовались данные, собранные с интерферометров LIGO в Хэнфорде, штат Вашингтон, и Ливингстоне, штат Луизиана. Каждый из L-образных интерферометров использует лазер, разделенный на два луча, которые перемещаются вперед и назад по длинным плечам интерферометра. Два луча используются для контроля различий между двумя длинами плеч интерферометра.
Следующая фаза проекта, которая называется Advanced LIGO, будет запущена в 2014 году и будет в 10 раз более чувствительной, чем текущий инструмент. Это позволит ученым обнаруживать катастрофические события, такие как столкновения черных дыр и нейтронных звезд на расстояниях в 10 раз больше.
Статья «Природа» озаглавлена «Верхний предел амплитуды стохастического гравитационно-волнового фона космологического происхождения».
Источник: EurekAlert
