Medtem ko se Slovenija in Evropa spopadata z inflacijo ter padcem evra, se znanstvenika z univerz v Trentu, Cambridgeu in Harvardu sprašujeta, ali je do inflacije zares prišlo. Seveda bomo v današnjem Znanstvenem britOFFu govorili o kozmološki inflaciji ter o članku, objavljenem v Astrophysical Journal Letter, ki predstavlja način, kako bi lahko omenjeno paradigmo kozmološke inflacije zavrgli z uporabo teorije o ločevanju gravitonov, ki je neodvisna od podrobnosti modeliranja.

Teorija velikega poka je splošno precej sprejeta in deloma potrjena kot zelo mogoč scenarij začetka našega vesolja, vendar ne pojasni popolnoma vseh opazovanj. Ta problem precej elegantno reši teorija kozmične inflacije, ki trdi, da se je vesolje širilo oziroma napihnilo zelo hitro – kmalu po velikem poku, od takrat naprej pa se širi počasneje. Zaradi zgodnjih uspehov in učinkovitosti ta teorija velja za trenutno najverjetnejši potek razvoja zgodnjega vesolja, čeprav še ni bila eksperimentalno potrjena. Prav kritika, da teorija inflacije vse preveč sloni na različnih modelih, ki privedejo do drugačnih rezultatov, je pripeljala raziskovalno skupino do iskanja novih možnosti meritev, ki bi nam lahko povedale kaj o vesolju, ko je to bilo še zelo mlado.

Raziskovalna skupina je predlagala opazovanje hipotetičnih osnovnih delcev gravitonov, ki izvirajo iz zelo kratkega časa po velikem poku. Ko se je vesolje širilo, se je porušilo termično ravnovesje fotonov in nevtrinov. To dandanašnji opazimo kot kozmološko mikrovalovno in nevtrinsko ozadje, ki ga brez težav izmerimo. Skupina v članku razmišlja, da je do podobnega pojava, termičnega ozadja, prišlo tudi z gravitoni. To bi tako pustilo kozmološko gravitonsko ozadje, imenovano CGB. Po teoriji inflacije bi se moralo to ozadje zaradi stalnega širjenja vesolja do sedanjosti že porazgubiti in bi ga bilo nemogoče opazovati. Raziskovalna skupina torej trdi, da če nam uspe zaznati termično ozadje gravitonov, teorija inflacije ne drži vode.

Do ugotovitev je raziskovalna skupina prišla po razmisleku, da določene predpostavke v nadaljnjem razvoju v teoriji inflacije ne držijo več. Zaradi tega bi temperatura CGB v času eksponentnega širjenja vesolja morala eksponentno padati. Upoštevaje teoretične pogoje za nastanek velikega poka in trenutne meritve vesolja, je skupina prišla do dokaj konservativne meje za temperaturo gravitonskega ozadja ob pričetku vesolja, petdeset mikrokelvinov. Ozadje s takšno temperaturo bi inflacija razredčila na tako majhno skalo, da ga sploh ne bi mogli opazovati.

Naj bo CGB-ozadje razredčeno ali ne, trenutno ga ne moremo opazovati in izmeriti. Raziskovalna skupina predlaga opazovanje stohastičnih gravitacijskih valov, ki bi utegnili biti posledica gravitonov. Žal pa je skupina s teoretičnimi izračuni, koliko gravitonov ozadja bi lahko zaznali, ugotovila, da bi bil signal za tisočkrat nižji od vrednosti, ki smo jih danes sposobni izmeriti. Edina možnost takšne zaznave ozadja bi bila z uporabo inštrumentov, ki pa za zdaj še ne obstajajo. Vseeno predpostavijo, da bi lahko na podlagi izrazitega magnetnega ojačanja gravitonske valove na frekvenci petinsedemdeset gigahertzev lahko ločili od preostalega stohastičnega valovanja in tako določili prispevek CGB-ozadja.

Raziskovalna skupina je tako predstavila za zdaj precej teoretično pot do razumevanja zgodnjega vesolja, predstavila težave teorije inflacije in morebitno pot do ovržbe. Z razumevanjem fizikalnih procesov ob nastanku vesolja lahko upamo na povezovanje teorije gravitacije s kvantno mehaniko.

Z inflacijo se spopada Filip.

Vir slike: https://www.space.com/33892-cosmic-microwave-background.html