Große Entdeckung: "Smoking Gun" für des Universums unglaubliche Urknall Expansion gefunden

Astronomen haben der erste direkte Nachweis der kosmischen Inflation, die theoretisierten dramatische Expansion des Universums gefunden, die habe der "bang" in den Urknall 13,8 Milliarden Jahre vor, neue Forschungsergebnisse deuten darauf hin.

Wenn es, die Wahrzeichen Entdeckung hält – das bestätigt auch die Existenz von hypothetischen Wellen in der Raumzeit als Gravitationswellen bezeichnet – Forscher geben würde, ein viel besseres Verständnis von dem Urknall und unmittelbar danach.

"Wenn es bestätigt ist, dann wäre es die wichtigste Entdeckung seit der Entdeckung, ich denke, dass die Ausdehnung des Universums beschleunigt," Harvard-Astronom Avi Loeb, der nicht Mitglied der Studiengruppe ist, sagte Space.com, vergleicht man das Ergebnis auf eine Bemerkung von 1998, das machte das Fenster auf mysteriösen dunklen Energie und gewann drei Forscher 2011 den Nobelpreis für Physik. [Dem Urknall bis heute in 10 einfachen Schritten]

Ein Team unter der Leitung von John Kovac, des Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Bekanntgabe der Ergebnisse heute (März 17), Enthüllung zwei Handschriften, die noch nicht ist, Peer-reviewed Zeitschriften vorgelegt worden. Natur veröffentlicht eine Video über die Entdeckung der kosmischen Inflation heute früh. Kovac Team werden auch die Ergebnisse in einer Pressekonferenz heute um 12 Uhr EDT (GMT-1600) diskutieren.

Um zu verstehen, gerade was die Erkennung von einer Inflation "Smoking Gun" bedeuten würde, ist ein wenig Hintergrundwissen über das Universum ersten Augenblicken in Ordnung.

Das Universum wird erwachsen

Die kurze und erstaunliche inflationäre Epoche des Universums aus bloßen Quantenfluktuationen in etwas makroskopische Größe verwandelt, sagen Anhänger der Theorie.

Nur ab 10 bis Minus 35 Sekunden (etwa ein Billionstel ein Billionstel einer Billionstel Sekunde) nach der Geburt des Universums, die Idee geht, Raum-Zeit-unglaublich expandierte, Ballonfahren nach außen schneller als die Lichtgeschwindigkeit. (Dies Albert Einsteins Theorie der speziellen Relativität, das besagt, dass nichts schneller als das Licht durch den Raum, bewegen kann da die Inflation eine Expansion des Raumes selbst war nicht verletzen.)

Grundlegende Inflation Theorie wurde im Laufe der Jahre von mehreren verschiedenen Weltraummissionen unterstützt, die aus der kosmischen Hintergrundstrahlung (CMB), das alte Licht zugeordnet, die begann das Universum etwa 380.000 Jahre nach dem Urknall zu sättigen. (Bis zu diesem Zeitpunkt war das Universum eine knisternde Nebel von Plasma und Energie zu heiß für Photonen, frei zu reisen.)

Während die CMB winzige Temperaturschwankungen enthält, ist es, zum größten Teil, auffallend gleichmäßig über den gesamten Himmel – eine Eigenschaft, die die Inflation Konzept stärkt, sagen Forscher.

"Warum die kosmischen Mikrowelle Hintergrund-Temperatur ist, dasselbe an verschiedenen Stellen am Himmel ein Geheimnis wäre, wenn es nicht inflationsbereinigt sagen, gut, war unsere ganze Himmel aus dieser kleinen Region kam," sagte Chuck Bennett, principal Investigator des NASA Wilkinson Mikrowellen Anisotropie Probe (WMAP) Mission, Space.com im vergangenen Jahr. "So die Idee der Inflation Antwort hilft einige dieser Geheimnisse, und es erklärt, woher diese Schwankungen."

Aber Astronomen hatte nie behauptet, ein Smoking Gun für Inflation zu finden – bis jetzt.

Polarisiertes Licht

Die Smoking Gun ist eine Art der Polarisation in der CMB, bekannt als "B-Modi." Die spektakuläre Expansion des Universums während der Inflation erzeugt Gravitationswellen, die wiederum der B-Modi erzeugt, nach der Theorie.

Also mehrere Teams haben auf der Jagd nach den B-Modi; in der Tat bezeichnet Bennett letztes Jahr ihrer Entdeckung als "der aktuellen Heilige Gral des Unternehmens." In die neue Studie hat heute bekannt gegeben, Kovac und seinem Teambericht, dass sie die charakteristischen wirbelt der B-Modus Polarisation mit Hilfe des BICEP2 in der Antarktis entdeckt haben. (Bizeps ist kurz für "Hintergrund Bildgebung des extragalaktischen kosmischen Polarisation.")

Die Forscher gemacht Gromer Karten des CMB über etwa 2 Prozent des Himmels, unter Ausnutzung der BICEP2s großen Beobachtungsplatz.

"Südpol am nächsten bekommen Sie Raum und dennoch auf dem Boden", sagte Kovac in einer Erklärung. "Es ist eines der trockensten und klarste Standorte auf der Erde, ideal für die Beobachtung der schwachen Mikrowellen vom Urknall."

Einstein sagte voraus, die Existenz von Gravitationswellen im Jahre 1916, als Teil seiner Theorie der allgemeinen Relativitätstheorie. Der neue Fund sagte der erste direkte Nachweis dieser ursprünglichen Raum-Zeit-Wellen, Forscher.

"Dies wahrscheinlich ein direktes Abbild von Gravitationswellen über den gesamten Himmel zeigt uns das frühe Universum", sagte Kovac Space.com.

Zu wissen, wie groß die mögliche Entdeckung, Kovac und seine Kollegen über das BICEP2-Dataset für mehrere Jahre sicher zu sein das Signal brütete war nicht irgendeine Art von Artefakt durch das Teleskop Instrumentierung erzeugt.

"Wir sind sehr zuversichtlich, dass das Signal, das wir sehen, real ist, und es am Himmel ist", sagte er.

Kovac weiß, dass zahlreiche wissenschaftliche Untersuchung unbedingt zu befolgen sind.

"Es wird kontrovers sein," sagte er Space.com. "Wir erwarten, dass Menschen versuchen werden, es aus allen Richtungen schießen, und wir, die laden – das ist der wissenschaftliche Prozess, und es werden unterhaltsam und interessant."

"Ich bin sicher, es werden viele Diskussionen über galaktische Vordergründe und ob sie vielleicht uns täuschen könnte ganz anders als wir erwartet hatten, sein" Kovac hinzugefügt. "Aber unser Papier geht ins Detail über die Verwendung der besten verfügbaren Modelle für was galaktischen Vordergründe aussehen soll, und warum sehen wir nicht wie das aussieht."

Loeb, sagte, dass er des Teams Daten und Argumente überzeugend findet. Aber breite Akzeptanz des Fundes wahrscheinlich nur kommen, wenn andere Instrumente, wie die Europäische Weltraumorganisation Planck Raumfahrzeug, das Signal in der CMB sowie vor Ort, fügte er hinzu. [Galerie: Planck Raumschiff sieht Urknall Relikte]

"Ich denke, das aufregendste aufpassen wird in den nächsten Monaten zu sehen, was, zum Beispiel das Planck-Team darüber, zu sagen", sagte Loeb. "Es können sie Zeit, nehmen, weil sie sind in der Mitte ihrer Polarisation Datenanalyse. Aber es wäre sehr wichtig für bestätigen oder bestreiten diese Behauptung."

Neben der starken Unterstützung für Inflation Theorie, zeigen die neuen BICEP2 Beobachtungen einige Details über die Inflation-Prozess selbst.

Zum Beispiel schlägt die Stärke des Signals B-Modus, dass Inflation auf enorme Energie-Ebenen stattgefunden – Ebenen so hoch, dass alle wichtigen Kräfte im Universum, mit Ausnahme von Schwerkraft, damals wurden vereinheitlicht sagte Loeb.

Dennoch gibt es viel mehr zu lernen über den ersten Momenten unseres Universums. Z. B. Astronomen immer noch keine Ahnung was die Substanz, die Inflation angetrieben – genannt "Inflaton" – tatsächlich ist, sagte Loeb.

"Es ist noch kein Sieg der theoretischen Physik, dass sehen wir Beweise für einen Prozess, der schon früh stattfand," sagte er. "Wir müssen wirklich verstehen, was diese Substanz – dieses Inflaton — ist. Und bis wir das tun, ist es genauso wie dunkle Materie und dunkle Energie – wir geben sie einen Namen, aber wir wissen nicht, was es ist. "

Mike Wall auf Twitter folgen @michaeldwall und Google + . Folgen Sie uns @Spacedotcom, Facebook oder Google +. Ursprünglich veröffentlicht am Space.com.