Under nästa årtionde, en känslig mätning av den primära ljus kan ge övertygande bevis för den populära kosmiska inflationen teori som utgår från att ett slumpmässigt, mikroskopiska densitet fluktuationer i tyg tid och gav liv till Universum i processen och en varm big Bang, för cirka 13,7 miljarder år sedan.
Bland kosmologer, de svaga signaler som kommer att leta efter John Carlstrom, Professor Emeritus i astronomi och astrofysik vid University of Chicago. Karlstrom fungerar på South Pole Telescope (SPT) med ett team av forskare från nio institutioner i sökandet efter bevis på ursprung och evolution av Universum.
Nu på dagordningen — ett test av teorin om kosmisk inflation med de strängaste observationsstudie test för tillfället. Experimentet består i att upptäcka mycket svaga gravitationen vågor, som skulle uppstå i den processen kosmiska inflationen, enligt den Allmänna relativitetsteorin.
“Om du upptäcker allvar vågor, de kommer att berätta mer om inflationen av vårt Universum, säger Carlstrom. Detta kommer också att utesluta olika konkurrerande idéer om ursprunget av Universum. — Nu mindre än det var, men de förutspår att i början var extrem, hot big Bang, detta kvantmekaniska fluktuationer”. Också att de inte producera gravitationella vågor på detekterbar nivå.
Carlstrom och hans kollega Scott Dodelson kommer att diskutera detta experiment med kosmologer den 16 februari vid det årliga mötet för American Association for the advancement of science i Chicago. Bland de framstående forskare kommer att vara där Alan Guth av Massachusetts Institute of technology. 1979, Guth föreslås den kosmiska inflationen teori, som förutspådde också att det finns ett oändligt antal universum. Tyvärr, för att testa denna förutsägelse, kosmologer inte har möjlighet.
“Eftersom de är separata universum, kommer vi per definition aldrig komma i kontakt med dem. Så att du inte hända oss, och det kommer inte att ha någon relation, säger Dodelson, forskare vid National accelerator laboratory Fermi och Professor i astronomi och astrofysik, University of Chicago.
Men det är ett sätt att kontrollera giltigheten i den kosmiska inflationen. Detta fenomen skulle ha producerat två klasser av störningar. Första, variationer i tätheten av subatomära partiklar ske kontinuerligt under hela Universum, och forskare har redan sett dem.
“Som regel, de förekommer i atomär skala. Vi behöver inte ens märker dem, säger Dodelson. Men inflationen kan omedelbart stretch dessa störningar i kosmiska proportioner. — Och den här bilden faktiskt ser ut. Vi kan räkna ut vad som skulle vara liknande dem som störningar, och fann att de passar perfekt i produktionen av galaxerna som vi ser i Universum”.
Den andra klassen av störningar skulle vara allvar vågor — Einstein störningar av rymd-tiden. Gravitationsvågor måste sprida ut i det kosmiska proportioner, ibland är stark nog för kosmologer att upptäcka dem med känslig teleskop inställda till önskad frekvens elektromagnetisk strålning”.
“Vi kommer att kunna se dem, om de instrument som är känsliga nog John”, säger Dodelson.
Carlstrom och hans medarbetare håller på att bygga en särskild rättsakt, en polarimeter, som ett tillägg till SPT för sökning av gravitationsvågor. SPT fungerar på submillimeter-våglängder mellan mikrovågsugn och infraröda området av det elektromagnetiska spektrumet.
Kosmologer också använda SPT i strävan att lösa mysteriet med den mörka energin. Repulsiva kraft, mörk energi pressar Universum och övervinner gravitationen, dragningskraft som all materia utövar. Den mörka energin är osynlig, men astronomer kan se sitt inflytande på kluster av galaxer som bildas under de senaste par miljarder år.
SPT upptäcker den kosmiska bakgrundsstrålningen (CMB), efterglöden av Big Bang. Kosmologer har tagit bort mycket av data från bakgrundsstrålningen, som spelar rollen av trummor och horn av den kosmiska Symfonin. Men nu är det vetenskapliga samfundet har skärpt sina öron för toner tunnare — gravitation vågor.