Denne uge på Royal Astronomical Society's National Astronomy Meeting i England udfordrer fysikere bevisene for de nylige BICEP2-resultater vedrørende universets inflationsperiode, der blev annonceret for kun 90 dage siden. Ny forskning lægger tvivl om inkluderingen af inflationsteori i den standardkosmologiske model til forståelse af naturkræfterne, arten af elementære partikler og den aktuelle tilstand i det kendte univers.
Tilbage den 17. marts 2014 så det ud til, at verden blev tilbudt et glimt af en ultimativ ordre fra eons siden ... faktisk fra tidens begyndelse. BICEP2, den enkeltformålende maskine på Sydpolen, leverede et billede, der efter analyse og subtraktion af estimeret baggrundssignal fra Mælkevejen førte sine forskere til at konkludere, at de havde fundet den tidligste rest fra fødslen af universet, en underskrift i gammelt lys, der understøttede teorien om inflation.
For tredive år siden blev inflationsteorien udtænkt af fysikerne Alan Guth og Andei Linde. Guth, Linde og andre indså, at en pludselig udvidelse af universet på kun 1/10000000000000000000000000000000000000000 sekund efter Big Bang kunne løse nogle forundrende mysterier om kosmos. Inflation kunne forklare ensartetheden af den kosmiske baggrundsstråling. Mens billeder som fra COBE-satellitten viser en plettet fordeling af stråling, fremhæver disse billeder i virkeligheden ekstremt små variationer i baggrundsstrålingen, rester fra Big Bang, variationer i størrelsesordenen 1 / 100.000. Af baggrundsniveauet.
Bemærk, at tidspunktet for universets foreslåede inflationsperiode umiddelbart efter Big Bang i dag ville tillade lys kun at rejse 1 / 1000000000000000th af diameteren af Hydrogenatom. Universet i dette første ekspansionsmoment blev indkapslet i et volumen, der var langt mindre end et enkelt atom.
Følelser løb meget højt, da BICEP2-teamet meddelte deres fund den 17. marts i år. Den inflationshændelse, som de understøttede baggrundsstrålingsdata understregede, beskrives som en superafkøling af kosmos, men der var fysikere, der simpelthen forblev cool og forblev i modsætning til teorien. Den bemærkede britiske fysiker Sir Roger Primrose var en, der forblev undervejret og erklærede, at den utrolige cirkulære polarisering af lys, der blev tilbage i de behandlede data fra BICEP2, kunne forklares med samspillet mellem støv, lys og magnetiske felter i vores eget kvarter, Mælkevejen.
Nu afslører nye observationer fra en anden detektor, en på Planck-satellitten, der kredser om jorden, at bidraget fra baggrundsstråling fra lokale kilder, støvet i Mælkevejen, ser ud til at være undervurderet af BICEP2-teamet. Alle beviser er endnu ikke lagt ud, men forskerne viser nu forbehold. Samtidig afviser den ikke inflationsteorien. Det betyder, at der er behov for flere observationer og sandsynligvis med større følsomhed.
Så hvorfor stille spørgsmålet, konstruerer fysikere en Rube Goldberg-enhed?
Vores nuværende forståelse af universet bygger på det, der kaldes ”standardmodellen” i kosmologi. På Royal Astronomical Society-mødet i denne uge kunne diskussionerne under fødderne afsløre en standardmodel muligvis i en sammenbrudstilstand eller blot have brug for nye gadgets og mekanismer for at forblive den bedste teori for alt.
Også denne uge understøtter nye data yderligere opdagelsen af Higg's Boson af Large Hadron Collider i 2012, den elementære partikel, hvis eksistens forklarer massen af grundlæggende partikler i naturen, og som understøtter eksistensen af Higgs-feltet, der er afgørende for standardens robusthed Model. Imidlertid afslører de Higgs-relaterede data også, at hvis universets inflationsperiode fandt sted, så hvis man tager den med standardmodellen, kan man konkludere, at universet skulle have kollapset sig selv og vores eksistens i dag ikke ville være mulig.
Dr. Brian Green, en forsker inden for Super String Theory og M-Theory og andre som Dr. Stephen Hawking, er hurtige med at oplyse, at Standardmodellen er et mellemtrin mod en Grand Unified Theory for alt, Universet. Forvrængningen af standardmodellen til en slags Rube Goldberg-enhed kan forklares ved den uhæmmende akkumulering af mere akutte og forskellige observationer i kosmiske og kvante skalaer.
Diskussioner på Royal Astronomical Society-mødet lægger mere tvivl om inflationsteorien, som for bare 90 dage siden syntes så godt understøttet af BICEP2 - data, der stammer fra virkelig bemærkelsesværdig banebrydende elektronik udviklet af NASA og forskere ved California Institute of Technology. Forsøg og trængsler med disse store teorier for at forklare alt, der harken tilbage til perioden lige før Einsteins mirakelår, 1905. Fragmenterede teorier, der separat forklarede naturkræfterne var til stede, men også akkumuleringen af observationsdata var nået et flammepunkt.
I dag gør observationer fra BICEP2, NASA og ESA store pladsobservatorier, følsomme instrumenter begravet miles under jorden og omhyggeligt forfulgte kvanteeksperimenter i laboratorier, der gør Standardmodellen mere stresset med at forklare alt, den samme model, der er så godt understøttet af Higg's Boson-opdagelse bare to år siden. Kosmologer indrømmer, at vi måske aldrig har en komplet, bevist teori om alt, en, der er elegant; udfordringerne med standardmodellen og inflationen vil dog helt sikkert give de yngre teoretikere til at fordoble indsatsen i andet teoretisk arbejde.
For yderligere læsning:
RAS NAM pressemeddelelse: Bør Higgs Boson have fået vores univers til at kollapse?
Vi har opdaget inflation !: Hvad nu?
Kosmologer tvivler på inflationsbevis
Er BICEP2-resultater ugyldige? Sikkert ikke
