Et team af astrofysikere ved Harvard-Smithsonian Center observerede for nylig, hvad der kan være den første direkte ledetråd til Big Bang-teorien - at universet er gået fra en singularitet for 13, 7 milliarder år siden til dagens enormt spredte masse. Konstant udvidelse.

Under en undersøgelse foretaget mellem 2010 og 2012 opdagede BICEP2-radioteleskopet det første glimt af en gravitationsbølge. Dette er et fænomen oprindeligt forudsagt af Albert Einstein i hans relativitetsteori - ifølge hvilken tyngdekraft ville være forvrængningen af ​​rum forårsaget af store kroppe - og kun forekomme i kataklysmiske begivenheder såsom fusion af To sorte huller.

Gravitationsbølgedetektion styrker den tidlige ekspansionsteori for universet Billedkilde: Reproduktion / Wikimedia Commons

Denne bølge ville have sin oprindelse i trilliontheden af ​​en billion af et sekund, da universet oplevede begyndelsen på den ekspansion, der var forudsagt af Big Bang-fortalere - tjener, siger forskere, som bevis på denne indledende bevægelse.

Faktisk havde Einstein selv beskrevet modellen som uobserverbar. Dets bevis i praksis, ud over at forstærke Big Bang-teorien, må også ændre og / eller dybt konsolidere flere aktuelle videnskabelige paradigmer. Det er værd at se nærmere på dette.

Amundsen - Scott South Pole Station, hvor BICEP2 radioteleskopet er placeret Image Source: Reproduktion / Harvard

Med hensyn til påvirkning er begivenheden sammenlignet med Higgs boson-verifikationen (afholdt i 2012 på CERN).

Forbindelsen mellem Einstein og Newton

I henhold til Einsteins relativitetsteori forårsager enhver stor krop mærkbare forvrængninger i selve rumets maske - som strækkes eller klemmes efter dens dimensioner (se billedet nedenfor). For fysikeren ville dette være definitionen på den kontroversielle kraft, der kaldes "tyngdekraft."

Det "buede rum" foreslået af Einstein. Tyngdekraften ville være en rumlig forvrængning. Billedkilde: Reproduktion / Wikimedia Commons

I modsætning til de andre grundlæggende kræfter i kvantefysik - elektromagnetisme, stærk atomkraft og svag atomkraft - tyngdekraften, indtil opdagelsen af ​​Harvard-Smithsonian Center-teamet, havde tyngdepunktbølger aldrig undgået grænserne for teoretiske modeller.

Kosmisk baggrundstråling

Selvom det fortsatte med at udbrede sig gennem kosmos, blev tyngdepunktbølger til sidst utroligt svage, hvilket forhindrer deres detektion ved, sige, konventionelle midler. Det er her BICEP2-radioteleskopet kommer ind.

"Spor" efterladt af urbane gravitationsbølger på elementære partikler Billedkilde: Reproduktion / Harvard

Ved at arbejde baseret på radiobølgedetektion er enheden i stand til at scanne den såkaldte kosmiske baggrundstråling. Navnlig kiggede teamet fra Harvard-Smithsonian Center efter ledetråd fra B-Mode Polarization - RCF-standarden, der kun kunne produceres ved hjælp af tyngdepunktbølgerester, der repræsenterede en slags “spor” efterladt af de grundlæggende partikelbølger (se billede ovenfor) .

Gravitationsbølger blev påvist efter mikroskopisk undersøgelse af BICEP2-data Kilde: Reproduktion / Wikimedia Commons

Videnskabelig godkendelse

Selv om opdagelsen stadig er underlagt det videnskabelige samfund, har den generelle konsensus været ganske gunstig. Det er faktisk et bevis på, at man er flyttet fra “intet” til nutidens kosmologiske organisation gennem den kataklysmiske begivenhed kendt som Big Bang for ca. 14 milliarder år siden.

Kunstnerisk koncept, der bringer udvidelsen løs ved Big Bang gennem årene. Billedkilde: Reproduktion / Wikimedia Commons

Med andre ord, det ville være det endelige bevis på, at universets struktur - inklusive det, du ser, hvad du ved, og alt andet, der kan ske - blev besluttet i en lille tyngdekraftstrøm, der opstod i den første billion af en billion af et sekund. kosmos kom til. Hvis opdagelsen beviser sig, er det, der er tilbage, at vente på udviklingen.

FAQ: Hvad er trods alt, hvad der er blevet bevist?

Over for opdagelsen af ​​Harvard-Smithsonian Center ville forfatteren Luis Fernando Veríssimo sandsynligvis spørge: "Når alt kommer til alt, hvad har dette at gøre med min latte?" For et uinitieret hoved kan det faktisk være lidt vanskeligt at forstå dimensionerne af BICEP2-radioteleskopdetektion, ikke?

Gravitationsbølger blev forudsagt af Einstein, der beskrev dem som umulige at opdage. Billedkilde: Reproduktion / Wikimedia Commons

Det er dog muligt, at naturens korte resumé af emner vil hjælpe med at sige, ”forfine” din latte lidt mere - både hvad angår definitionerne og de mulige implikationer. Tjek det nedenfor:

• Albert Einstein forudsagde "gravitationsbølgerne" for næsten 100 år siden. Imidlertid afslørede hans beregninger det så ekstremt svagt, at fysikeren troede, at dens eksistens aldrig kunne bevises. Således er data indsamlet af BICEP2 hidtil det mest overbevisende bevis - gennem direkte detektion - at der findes tyngdekraftsbølger;
• Gravitationsbølger er bekræftelsen af ​​en teori, der dybt skal ændre det kosmologiske billede konstrueret efter klassiske videnskabelige standarder. Denne teori, kaldet "Kosmisk inflation", siger, at universet i sine tidligste øjeblikke af eksistens oplevede en kort periode med ekspansion (selve Big Bang, derfor);
• Under kosmisk inflation var universets temperatur - og dermed energiniveauet opnået ved dets elementære partikler - billioner gange højere end hvad der kunne produceres i ethvert laboratorium, endda CERNs partikelaccelerator af Large Hadron Collider;
• I betragtning af at kosmisk inflation er et kvantefænomen, og gravitationsbølger er en del af klassisk fysik, fungerer etablering af gravitationsbølger som en forbindelse mellem de to (som set ovenfor) og kan være det første bevis på, at tyngdekraften har en kvante natur såvel som andre naturkræfter;
• Kosmisk inflation er ikke det eneste fænomen, der er i stand til at producere gravitationsbølger. Faktisk kan ethvert legeme med en relativt høj massemængde producere dem, hvis de udsættes for stor acceleration. I dag forsøger mange observatorier overalt i verden at finde tyngdekraftsbølger fra kataklysmiske begivenheder såsom fusion af to sorte huller til en; og
• BICEP2 ligger i Antarktis ved Amundsen - Scott South Pole Station, i en højde af mere end 2.800 meter over havets overflade. Der er således en temmelig tynd atmosfære med tør luft (vand blokerer normalt mikrobølger). Fordi det er placeret i et praktisk taget ubeboet sted, lider observatoriet heller ikke af mobiltelefonforstyrrelser, tv-signaler eller andre elektroniske apparater.