Büyük patlamayı takiben, Evrenimiz üstel bir oranda genişledi. Kozmik enflasyon olarak bilinen bu teoriye göre, patlayıcı büyüme daha sonra galaksilere dönüşen küçük kuantum dalgalanmaları üretti. Kozmik enflasyon, evrenimizin nasıl bu kadar büyük ve çoğunlukla homojen olduğunu düzgün bir şekilde açıklıyor ve bu yüzden onlarca yıldır kozmolojide güçlü bir teori olarak kaldı.
Ama mükemmel olmaktan uzak. Kozmik enflasyon, oldukça keyfi olabilecek bazı teorik varsayımlara bağlıdır – evrenimizin neden olduğu gibi göründüğünü açıklaması gereken bir teori için excellent değildir. Teorik fizikçi motive eden bu eksiklik Raúl Jiménez İspanya’daki Barselona Üniversitesi’nden çok erken evrenin dinamiklerini çözmek için alternatif bir yaklaşım tasarlamak için. Bu ayın başlarında yayınlanan ortaya çıkan teklif Fiziksel İnceleme Araştırmasıfizikçilerin tek bir teori üzerinde anlaşmasını zorlaştıran geleneksel modellerde aşırı, koşullu parametreleri ortadan kaldırmaya çalışır.
Jiménez ve meslektaşları tarafından geliştirilen teklif, çoğunlukla kuantum mekaniği ve genel göreliliğin iyi anlaşılmış ilkeleri üzerine kurulan nispeten basit bir paradigmadır. Çok erken evrenin, De Sitter Alanıevreni genel görelilik tarafından yönetilen düz şekilli bir vakum olarak görür. Kuantum mekaniğine göre, buna biraz enerji uygulamak – yani büyük patlama – tensör modlarına veya yerçekimi dalgalarına yol açan kuantum dalgalanmalarını oluşturur. Bu dalgalar, teoriye göre, organik olarak evren boyunca küçük yoğunluk parçalarını tohumladı ve bu küçük bitler sonunda galaksilere, yıldızlara ve gezegenlere dönüştü.
Geleneksel enflasyon teorisinin eleştirmenleri, çok fazla ayarlanabilir parametreye sahip olduğunu savunuyorlar. Böyle bir parametre, fizikçilerin erken evrende hızlı genişleme sürdüğüne inandıkları hipotetik skaler alanlardır. Ancak yeni teori, yerçekimi dalgaları tarafından sallanan bir De Sitter alanı ile yerini alan inflaton’u resimden çıkarıyor.
Yeni teorinin birçok ayarlanabilir parametreyi kaldırması büyük bir bonus. “Bunları belirleyen genel bir ilke yok, bu yüzden temelde onları elle koymanız gerekiyor” diye açıkladı Arthur KosowskyPittsburgh Üniversitesi’nden bir kozmolog yeni çalışmaya dahil değil, Gizmodo’ya bir e -posta ile. “Fizikçiler her zaman bir anlamda olabildiğince basit olan modeller ve teoriler yapmaya çalışıyorlar, yani elle koymanız gereken keyfi şeylerin sayısı olabildiğince küçük.”
İdeal bir dünyada, sağlam bir teori veya mannequin çok fazla ayarlanabilir değişken gerektirmemelidir. Benzer bir sorun, her seferinde sıralanması gereken 18 serbest parametreye sahip olan her şeyi kapsayan standart modelle de mevcuttur. Kosowsky, fizikçiler “çok fazla kan, ter ve gözyaşı (ve para) harcıyor çünkü çoğu insan 18 yerine iki veya üç parametreye sahip daha iyi, daha güçlü bir mannequin olması gerektiğine inanıyor” dedi.
Ve gerçekten de, erken kozmik enflasyon için basit ve zorlayıcı bir açıklama bulmak, yeni çalışmayı motive eden şeydir, Jiménez bir video görüşmesi sırasında Gizmodo’ya söyledi. Bu teorinin gücü, gözlemsel verileri açıklayabileceği veya açıklayamaması açısından “tamamen tahrif edilebilir” olduğunu söyledi. Bununla birlikte, bu aynı zamanda Jiménez’in kabul ettiği teorinin zayıflığıdır: “Belki doğa bu teoriyi işler nasıl çalıştırmadı.”
Tabii ki, tahrif edilebilir teorilerle ilgili en değerli şey değil İş, ekledi. (Bu kabataslak görünse de, fizikçiler genellikle karanlık madde gibi bilinmeyen fenomenler için bir eleme sürecine benzer bir şey kullanır.) Jiménez’in yeni önerilen teorisine gelince, gözlemsel verilere dayanıp dayanamayacağını ve daha fazla matematiksel scrutination’ı hayatta edip etmeyeceğini sormak adildir.
“Bu makaleyi yönlendiren genel felsefeyi seviyorum, [which is] “Bakalım enflasyonun bazı temel fizikten doğal olarak ortaya çıktığı bir durum bulabilir miyiz,” dedi Kosowsky. “Eğer yapabilirsek, bu hem spekülatif hem de bir anlamda keyfi fiziksel unsurlar eklemekten daha zariftir ve aynı zamanda daha sonra gözlemlerle karşılaştırılabilecek daha spesifik tahminler yapacaktır.”
“Bunun ilginç ve yeni bir teklif olduğuna inanıyorum – daha yakından bakmaya değer bir şey” dedi Andrew LiddleGizmodo ile bir video görüşmesi sırasında Portekiz’deki Lizbon Üniversitesi’nde Astrofizik ve Uzay Bilimleri Enstitüsü’nde (IA) teorik bir kozmolog. Aynı zamanda, sadeliği de en büyük kusuru olabilir, ancak matematiksel olarak daha fazla fikirli kozmologun bir beğeni alıp almadığını sadece zaman gösterecek.
“Her zaman enflasyondan rahatsız olan kozmologlar oldu [theory]. Ben onlardan biriyim – ve üzerinde çalışıyorum ”dedi Marina Cortêsayrıca IA ile aynı çağrıda. “Enflasyonla ilgili en rahatsız edici şeylerden biri, fizikçilerin her şeyi Massive Bang’den itibaren anlamaları, ancak büyük patlama ve en erken aşamalar değil.”
Her ikisi de yeni çalışmada yer alan Liddle ve Cortês, kozmologların (kendileri dahil) kozmik enflasyonun en iyi nasıl yorumlanacağı konusunda anlaşmazken, kanıtların aslında enflasyonun gerçekleştiği fikrini desteklediğini söyledi. Liddle, birçok fizikçi alternatif açıklamalar geliştirdi, ancak neredeyse her şey atılan fikirlerin bir “çöp kutusuna” ulaştı.
“Ama insanların hayal gücünün bir sınırı yok,” dedi Liddle. Ve önümüzdeki birkaç on yıl, iki kozmologa göre, yeni fikir ve mannequin sıkıntısı görmemeli.
Liddle, “Şu anda kozmoloji çoğunlukla gerginlik denilen şeylerle ilgilidir ya da işlerin standart kozmolojik modelle pek uyumlu olmadığına dair ipuçlarıdır” dedi. Cortês, fiziksel evren hakkında bildiklerimizi tehdit etmek için tehdit etmek için tehdit eden birkaç soru – sank enerji, hubble gerginliği – bilim adamları için bir paradoksal pakette bir araya gelmeyi ve enflasyonun bunun bir parçası olabileceğini ekledi.
Ne olursa olsun, kozmoloji için bir heyecan, kaos ve keşif zamanına tanık olduğumuzu söylemeye gerek yok – tüm bilim adamlarının üzerinde anlaştıkları bir duygu.
Jiménez, “Veriler sadece üstel miktarlarda büyüyor değil, aynı zamanda analizin kalitesi de üstel bir kalitede büyüyor” dedi. “Bence altın bir kozmoloji çağını yaşıyoruz.”
“Enflasyonu düşünürken, bir sonraki adımı atmaya ve sorusunu cevaplamaya çalışıyoruz. Neden Evren olduğu gibi görünüyor ve sadece nasıl göründüğünü tanımlamakla kalmıyor, ”dedi Kosowsky.“ Bu bazı derin fizik prensibi ama keşfedilmemiş mi? Bu olabilir ve bu bizim anlayışımızın sınırlarını geri almak için çok çalışmamızı sağlayan şey budur. ”
