Großen Urknall Entdeckung bringt "Theory of Everything" ein wenig näher an der Realität

Die Entdeckung, die das Universum wirklich viele Male die Lichtgeschwindigkeit unmittelbar nach dem Urknall zu erweitern Physiker etwas näher an ihr Ziel bringen sollte – der lang ersehnte "Theorie von allem."

Am Montag (März 17) bekannt Forscher, dass sie die Signatur von Gravitationswellen in der kosmischen Hintergrundstrahlung, das alte Licht erkannt hatte, die durchdringende Universums 380.000 Jahre nach dem Urknall begann.

Ob es hält, bestätigt die Wahrzeichen finden die Theorie der Inflation, die postuliert, dass Kosmos aus bloßen Quantenfluktuationen in etwas makroskopische Größe nur ein paar winzige Bruchteile von Sekunden nach seiner Geburt explodierte. [Wie gab Inflation dem Universum die ultimative Kickstart (Infografik)]

Die Entdeckung gibt auch Forscher ein neues Fenster auf ein Reich der extreme Physik, potenziell Beihilfe ihre schwierige Suche nach einen theoretischen Rahmen zu entwickeln, der alle Aspekte des Universums erklären kann.

"Dies gibt zusätzliche Motivation und auch zusätzliche Einschränkungen für Modelle der Inflation und vielleicht einer Theory of Everything," Harvard Theoretiker Avi Loeb, der nicht Mitglied der Studiengruppe war, erzählte Space.com. "Aber natürlich, es wird dauern."

Das Universum zu erklären

Physiker setzen auf zwei unterschiedliche Theorien des Universums zu erklären: Einsteins Allgemeine Relativitätstheorie, die in den Bereich der große Objekte wie Sterne und Galaxien gilt, und Quantenmechanik, die gut auf der subatomaren Ebene funktioniert.

Gemeinsam decken die beiden Frameworks vier Grundkräfte im Universum; allgemeinen Relativitätstheorie befasst sich mit der Schwerkraft, Quantenmechanik konzentriert sich auf die schwache Kraft, die starke Kernkraft und Elektromagnetismus.

Aber die beiden Theorien sind von Natur aus nicht kompatibel, Abbau in extremen Bereichen wie in schwarze Löcher zu finden oder in den Augenblicken kurz nach dem Urknall. So lange Physiker für einen einheitlichen Rahmen, der alle vier Grundkräfte heiratet und arbeitet auf allen Ebenen und in allen Situationen.

String-Theorie, die besagt, dass alle Elementarteilchen im Universum sind eigentlich vibrierende eindimensionale Objekte gehört zu den führenden Anwärter für solch eine Theorie von allem. Die Neuentdeckung der Gravitationswelle sollte dazu beitragen, diese Idee zu verfeinern, sagte Loeb.

Zum Beispiel hatte viele Zeichenfolge Theoretiker eine "Low-Energy" Version der Inflation vorhergesagt, die nicht in der Produktion von Gravitationswellen geführt hat. [Das Universum: Big Bang bis jetzt in 10 einfachen Schritten]

"Jetzt sind diese Modelle ausgeschlossen und müssen sie [Zeichenfolge Theoretiker] zurück ans Reißbrett und machen neue Modelle, die mit den Daten kompatibel sind" sagte Loeb.

Hochenergie-Geburt

Die Energieniveaus bei Inflation anwesend waren wahrscheinlich in der Größenordnung von 10 ^ 16 Milliarden Elektronenvolt oder etwa 1 Billion Mal größer als die Preise der Erde leistungsfähigste Teilchenbeschleuniger, der Large Hadron Collider. Bei solchen Energien zwingt die starke, schwache und elektromagnetische wahrscheinlich alles zusammengemischt, sagen Forscher.

"Diese Entdeckung Sonden neue Physik, und deshalb ist es von so grundlegender Bedeutung, Physik sowie Kosmologie," sagte Loeb. "Da wir wirklich nicht, dass die Experimente im Labor, verlassen wir uns besser auf das Universum um uns geben einige Hinweise darüber, was auf diesen Energie-Ebenen geschieht."

Primordial Gravitationswellen Wissenschaftler geben die Möglichkeit, peer weiteren zurück in der Zeit als jemals zuvor –, um nur ein Billionstel ein Billionstel einer Billionstel Sekunde nach dem Urknall.

Während die neue Entdeckung wahrscheinlich einen Wendepunkt in unserem Verständnis des Universums markiert, Physiker bei der Arbeit auf einer Theory of Everything würde gerne noch weiter suchen – zu den frühesten aller Zeiten, der "Planck Epoche," in dem alle vier Grundkräfte sind gedacht, um vereinheitlicht worden.

Ein langer Weg zu gehen

Wissenschaftler sind ein zunehmend genaues Bild des Universums und seiner Geschichte zusammensetzen, aber es bleibt noch viel gelernt werden.

Zum Beispiel sagte Loeb, Forscher haben keine Ahnung was die Substanz, die Inflation angetrieben – bekannt als die "Inflaton" – tatsächlich ist. Ihnen fehlt auch grundlegende Informationen über mysteriöse dunkle Materie und dunkle Energie, die zusammen 96 Prozent des Universums ausmachen.

"Es sieht aus, wie wir in einem relativ primitiven frühen Stadium in der Kosmologie, wo wir die Bestandteile, die notwendig sind finden, um die Daten, die wir über das Universum zu erklären, aber wir wissen nicht wirklich, was sie sind," sagte Loeb. "Es gibt einige Inseln des Wissens, aber sie sind umgeben von einem Ozean der Unwissenheit."

Dennoch sagte er, eine Theorie von allem schließlich entstehen – solange Wissenschaftler Wahrzeichen Beobachtungen, die die Theoretiker denken führen kann.

"Ich denke, dass es möglich ist, solange wir experimentelle Hinweise wie diese, z. B. haben", sagte Loeb, unter Bezugnahme auf die Erkennung von primordialen Gravitationswellen.

"Wenn wir genügend Einschränkungen bekommen, dann sie uns in die richtige Richtung leiten können,", fügte er hinzu. "Aber nur abstrakt darüber nachzudenken, wie in den vergangenen Jahrzehnten nur aus reiner Gedanke geschah – ich denke, es gibt zu viele mathematische Möglichkeiten für uns, herauszufinden, welche Realität beschreibt."

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