Kozmik enflasyon göz ardı edilebilir mi?

Bir grup astrofizikçi, uzay-zamanın katlanarak genişlediği evrenin emekleme dönemindeki bir nokta olan ve fizikçilerin “Big Bang” hakkında konuşurken gerçekten atıfta bulundukları şey olan kozmik enflasyonun, prensipte varsayımsız bir şekilde göz ardı edilebileceğini söylüyor. .

Cambridge Üniversitesi, Trento Üniversitesi ve Harvard Üniversitesi’nden astrofizikçiler, evrende bir olasılık olarak enflasyonu ortadan kaldırabilecek açık ve net bir sinyal olduğunu söylüyorlar. Bugün yayınlanan makaleleri Astrofizik Dergi Mektuplarıkozmik graviton arka planı (CGB) olarak bilinen bu sinyalin, büyük bir teknik ve bilimsel zorluk olmasına rağmen, makul bir şekilde tespit edilebileceğini savunuyor.

Gazetenin Cambridge’deki Kavli Kozmoloji Enstitüsü ve Trento Üniversitesi’ne bağlı ilk yazarı Sunny Vagnozzi, “Enflasyon, sözde ‘sıcak Big Bang’ modelinin çeşitli ince ayar zorluklarını açıklamak için teorileştirildi” diyor. “Ayrıca, kuantum dalgalanmalarının bir sonucu olarak evrenimizdeki yapının kökenini de açıklıyor.”

“Ancak, kozmik enflasyonun sınırsız bir alanını kapsayan olası kozmik enflasyon modellerinin sergilediği büyük esneklik, bireysel enflasyonist modeller göz ardı edilebilse bile, kozmik enflasyonun yanlışlanamaz olduğu endişelerini artırıyor. Kozmik test etmek prensipte mümkün mü? enflasyon, modelden bağımsız bir şekilde mi?” diye soruyor Vagnozzi.

Bazı bilim adamları, Planck uydusunun evrenin en eski ışığı olan kozmik mikrodalga arka planının (CMB) ilk ölçümlerini yayınladığı 2013 yılında kozmik enflasyonla ilgili endişelerini dile getirdiler.

Harvard Üniversitesi’nden Astronomi Profesörü ve Vagnozzi’nin yeni makalenin ortak yazarı Avi Loeb, “Planck uydusundan elde edilen sonuçlar açıklandığında, kozmik enflasyonun bir teyidi olarak tutuldular” diyor. “Ancak, bazılarımız sonuçların tam tersini gösterebileceğini savundu.”

Anna Ijjas ve Paul Steinhardt ile birlikte Loeb, Planck’tan elde edilen sonuçların, enflasyonun çözmekten daha fazla bulmaca oluşturduğunu ve evrenin başlangıcı hakkında yeni fikirleri düşünmenin zamanının geldiğini gösterdiğini savunanlardan biriydi. bir patlama ile değil, daha önce büzülen bir kozmostan bir sıçrama ile başlamış olabilir.

Planck tarafından yayınlanan SPK haritaları, ilk yıldızların oluşmasından 100 milyon yıl önce, insanlığın “görebildiği” evrendeki en erken zamanı temsil ediyor. Daha uzağı göremiyoruz.

Loeb, “Gözlemlenebilir evrenin gerçek sınırı, evrenin doğuşundan bu yana geçen 13,8 milyar yıl boyunca herhangi bir sinyalin ışık hızı sınırında kat edebileceği mesafedir” diyor. “Evrenin genişlemesinin bir sonucu olarak, bu kenar şu anda 46,5 milyar ışıkyılı uzaklıkta bulunuyor. Bu sınır içindeki küresel hacim, bizim merkezli bir arkeolojik kazıya benziyor: İçini ne kadar derine inersek, o kadar erken katmandır. Nihai ufkumuzu temsil eden Büyük Patlama’ya kadar olan tüm yol boyunca ortaya çıkardığımız kozmik tarih. Ufkun ötesinde ne olduğu bilinmiyor.”

“Evrende kütleye sahip en bol parçacıklar olan nötrinolar olarak bilinen neredeyse ağırlıksız parçacıkları inceleyerek evrenin başlangıcını daha da derinlere inmek mümkün olabilir. Evren, nötrinoların yaklaşık bir saniye sonra saçılmadan serbestçe dolaşmasına izin verdi. Büyük Patlama, sıcaklığın on milyar derece olduğu zamandı. Günümüz evreni o zamandan kalma kalıntı nötrinolarla dolu olmalı” diyor Vagnozzi.

Vagnozzi ve Loeb, yerçekimi kuvvetine aracılık eden parçacıklar olan gravitonları izleyerek daha da geriye gidebileceğimizi söylüyorlar.

“Evren, bilinen fiziğin izini sürdüğü en eski zamana kadar gravitonlara karşı şeffaftı, Planck zamanı: 10 üzeri -43 saniyenin kuvveti, sıcaklığın akla gelebilecek en yüksek olduğu zaman: 10 üzeri 32 derecenin kuvveti,” diyor Loeb. “Bundan önce gelenin doğru bir şekilde anlaşılması, sahip olmadığımız bir kuantum yerçekimi teorisini gerektirir.”

Vagnozzi ve Loeb, evren gravitonlara karşı şeffaf hale geldiğinde, mutlak sıfırın bir derecenin biraz üzerinde bir sıcaklığa sahip bir termal yerçekimi radyasyonu kalıntısı arka planının oluşması gerektiğini söylüyor: kozmik graviton arka planı (CGB).

Bununla birlikte, Big Bang teorisi, CGB’nin varlığına izin vermez, çünkü yeni doğan evrenin üstel şişmesinin CGB gibi kalıntıları tespit edilemez bir noktaya kadar seyrelttiğini öne sürer.

Ekip, bunun bir teste dönüştürülebileceğini söylüyor: Eğer CGB tespit edilirse, bu açıkça onun varlığına izin vermeyen tüm kozmik enflasyon paradigmasını ortadan kaldıracaktır.

Vagnozzi ve Loeb, böyle bir testin mümkün olduğunu ve CGB’nin prensipte gelecekte tespit edilebileceğini savunuyorlar. CGB, aksi takdirde mikrodalga ve nötrino arka planlarını içeren kozmik radyasyon bütçesine katkıda bulunur. Bu nedenle, erken evrenin kozmik genişleme oranını, CGB’nin ilk dolaylı tespitini sağlayabilecek yeni nesil kozmolojik sondalar tarafından tespit edilebilir bir seviyede etkiler.

Bununla birlikte, CGB’nin kesin bir tespitini talep etmek için, “sigara tabancası”, 100 GHz civarında frekanslarda zirve yapan yüksek frekanslı yerçekimi dalgalarının bir arka planının tespiti olacaktır. Bunu tespit etmek çok zor olacak ve gyrotron ve süper iletken mıknatıs teknolojisinde muazzam teknolojik ilerlemeler gerektirecektir. Yine de araştırmacılar, bu sinyalin gelecekte ulaşabileceğimiz bir yerde olabileceğini söylüyorlar.