Den eneste måde at vide, hvordan universet lignede på Big Bang-øjeblikket, kræver analyse af tyngdekraftsbølger oprettet, da universet begyndte. At ikke opdage bølgerne giver begrænsninger for de oprindelige betingelser i universet og indsnævrer det felt, hvor vi faktisk har brug for at kigge for at finde dem.
Meget ligesom den producerede den kosmiske mikrobølgebakgrund, menes Big Bang at have skabt en oversvømmelse af tyngdekraftsbølger - krusninger i rummet og tidens stof. Fra vores nuværende forståelse er gravitationsbølger den eneste kendte form for information, der kan nå os uforvrængede fra universets begyndelse. De ville blive observeret som en "stokastisk" eller tilfældig baggrund og ville medbringe information om deres voldelige oprindelse og om tyngdekraften, som ikke kan opnås med konventionelle astronomiske værktøjer. Eksistensen af bølgerne blev forudsagt af Albert Einstein i 1916 i hans generelle relativitetsteori.
Analyse af data, der er taget over en to-års periode, fra 2005 til 2007, giver udtryk for, at gravitationsbølgenes stokastiske baggrund endnu ikke er blevet opdaget. Men baggrundenes manglende opdagelse, beskrevet i en ny artikel i 20. august-naturen, tilbyder sit eget brand af indsigt i universets tidligste historie.
”Da vi ikke har observeret den stokastiske baggrund, er nogle af disse tidlige universmodeller, der forudsiger en relativt stor stokastisk baggrund, blevet udelukket,” sagde Vuk Mandic, adjunkt ved University of Minnesota og lederen af gruppen, der udførte analyse. ”Vi ved nu lidt mere om parametre, der beskriver universets udvikling, da det var mindre end et minut gammelt.”
Ifølge Mandic begrænser de nye fund modeller af kosmiske strenge, objekter, der antages at være tilbage fra universets begyndelse og derefter strakte sig til enorme længder ved universets udvidelse; strengene, siger nogle kosmologer, kan danne sløjfer, der producerer tyngdekraftsbølger, når de svinger, forfalder og til sidst forsvinder.
”Da vi ikke har observeret den stokastiske baggrund, er nogle af disse tidlige universmodeller, der forudsiger en relativt stor stokastisk baggrund, blevet udelukket,” sagde Mandic. "Hvis der findes kosmiske strenge eller superstringer, skal deres egenskaber være i overensstemmelse med de målinger, vi har foretaget - dvs. deres egenskaber, såsom strengspænding, er mere begrænset end før."
Dette er interessant, siger han, ”fordi sådanne strenge også kunne være såkaldte grundlæggende strenge, der vises i strengteorimodeller. Så vores måling tilbyder også en måde at undersøge strengteorimodeller, hvilket er meget sjældent i dag. ”
Analysen anvendte data indsamlet fra LIGO-interferometre i Hanford, Wash. Og Livingston, La. Hver af de L-formede interferometre bruger en laseropdelt i to bjælker, der bevæger sig frem og tilbage ned langs lange interferometerarme. De to bjælker bruges til at overvåge forskellen mellem de to interferometerarmlængder.
Den næste fase af projektet, kaldet Advanced LIGO, går online i 2014 og er 10 gange mere følsom end det nuværende instrument. Det vil gøre det muligt for forskere at opdage kataklysmiske begivenheder som sorte hul- og neutronstjernekollisioner i 10 gange større afstand.
Naturpapiret har titlen "En øvre grænse for stokastisk gravitationsbølgs baggrund af kosmologisk oprindelse."
Kilde: EurekAlert
