Warum die Urknall-Entdeckung noch mehr ist wichtiger als Sie denken
Wie Sie vielleicht gehört haben, identifiziert gestern ein Team von Wissenschaftlern Nachweis der kosmischen Inflation Recht nach dem Big Bang, eine Feststellung, die hilft zu erklären, wie das ganze Universum entstanden. Erstaunlich, wie das klingt, ist es viel wichtiger, als du dir vorstellen.
Um die Bedeutung wirklich zu verstehen, beginnen wir mit was genau es ist, dass die Harvard-Team gefunden. Vergessen Sie Analogien über Wellen in Teichen oder was auch immer andere übermäßig vereinfacht Guff, die Sie gelesen haben. Hier ist, was tatsächlich geschehen ist.
Fang eine Welle
Gestrige Ergebnisse stammen aus der Analyse der kosmischen Hintergrundstrahlung: die Wärmestrahlung übrig wenn unser Universum Milliarden von Jahren entstand, die als elektromagnetische Wellen durch den Raum schwirren noch vorhanden ist. Sie sind im Wesentlichen die älteste Wellen, die im Universum beobachtet werden können.
Die Harvard-Team angekündigt, dass sie ur B-Modus Polarisation in der Hintergrundstrahlung beobachtet hatten haben sie gesucht. In englischer Sprache das heißt, dass Wärmestrahlung von der Geburt unseres Universums entstellt worden ist, subtil verdreht, von Gravitationswellen, die zuvor nur auf dem Papier existierte.
Dass sie tatsächlich existieren bekräftigt eines der am meisten Grundprinzipien der modernen Physik. Zuerst von Albert Einstein im Jahre 1916 vorhergesagt, sie sind kleine Wellen – eine Million mal kleiner als ein Atom-tragen, die Energie durch das Universum. Sie sind fester Bestandteil der allgemeinen Relativitätstheorie Einsteins und die Tatsache wir jetzt – für alle Absichten und Zwecke — haben Beweise für ihre Existenz hat einige tiefgreifende Ergebnisse.
Gefahren
Ja, wir haben jetzt festen Beweis, dass der Urknall tatsächlich passiert ist. Aber vielleicht noch wichtiger ist, die gestrige Entdeckung rubbishes die beliebteste konkurrierende Theorie.
Das zyklische Modell, verfochten durch Neil Turok, Direktor des Instituts für Perimeter in Kanada, sagte voraus, dass das Universum erweitert und über sehr lange Zyklen beauftragt. Mit einem großen Knall beginnend und endend mit einem Big Crunch, das Wachstum des Universums, Turok gerechnet, würde temperiert werden durch Schwerkraft ziehen zusammen, packen es in einem endlosen Kreislauf der Expansion und Kontraktion.
Aber die Existenz von Gravitationswellen macht es unmöglich. Auf BBC Radio 4 heute Morgen Professor Stephen Hawking erklärt, dass die "Theorie der zyklischen Universum prophezeit keine Gravitationswellen aus dem frühen Universum." In der Tat Hawking hatte eine Wette mit Turok, die Gravitationswellen existierte – die fordert er jetzt. Also, ein wenig Validierung der Ergebnisse beiseite, wir sind Links mit ein heißer Kandidat für die Erklärung, wie unser Universum begann: die Inflation Modell des Urknalls, wo alles, für die kleinsten Bruchteil einer Sekunde mindestens, mit einer Rate schneller als die Lichtgeschwindigkeit wuchs.
Jenseits der Big Bang
Mit mehr Vertrauen als je zuvor dann wissen wir, woher wir kommen. Wir sind auch, aber jetzt besser in der Lage um verstehen des Universums, die uns heute umgibt. Die Evidenz der Harvard-Forscher beschreibt die Gravitationswellen als schwach, polarisiert und durch den Gravitationslinseneffekt verzerrt. Dass letzte Teil besonders spannend, ist weil Gravitationslinseneffekts der Schlüssel zur Bestimmung wie dunklen Materie ist manifestiert sich in unserem Universum.
Einfach ausgedrückt, die Gravitationskraft ausgeübt von großen Objekten ist genug, um Licht zu beugen – einschließlich Mikrowellen wie die Harvard-Wissenschaftler haben analysiert – subtil. Die gute Nachricht ist, dass wenn wir wissen, was ist zwischen Lichtquelle und dem Punkt, von dem wir es beobachten, können wir vorhersagen, wieviel Licht gebogen werden sollte. Abweichungen können auf das Vorhandensein von dunkler Materie zurückführen.
Der Gravitationslinseneffekt davon neu beobachteten Wellen bedeutet, dass in der Theorie, wir in der Lage, die Herkunft sollte und Verteilung der dunklen Materie jedoch Zeit, und schließlich zu erklären, wie es unser Universum spürbar beeinflusst. Das ist eine große und schwierige Aufgabe, die vor uns ragt, aber Arzt Joanne Dunkley vom Institut für Physik der Universität Oxford erzählte mir kürzlich, dass, wenn Forschung planmäßig voran, wir erwarten könnten echte Fortschritte "in den nächsten fünf bis zehn Jahren." Wenn überhaupt, wird diese neueste Erkenntnis, dass der Fortschritt wesentlich beschleunigen.
Denken Sie daran, dass vorgestern, gab es keine greifbaren Daten zu erklären, was im Universum passiert, bis es über eine zweite alte war. Jetzt können wir es für Details des Geschehens war weniger als 10 Billionen Billionen Trillionths Sonde eine Sekunde nach dem alles begann. Dies ist natürlich alle wunderbare Nachricht, so ist es kein Wunder, dass Andrei Dmitriyevich Linde – einer der Hauptautoren des die so glücklich, die Nachricht gestern zu hören.
Was vorher kam?
Aber wie immer, es gibt einen Haken. Der Hauptvorteil des zyklischen Modells jetzt entlarvt wurde, dass es ordentlich die Tatsache umgangen, die alle Materie im Universum, jedes Atom um uns herum, musste irgendwo herkommen. Soweit es anging, hatte alles, was hier schon ewig.
Die Inflation Modell definiert jedoch einen sehr klaren Ausgangspunkt in unserem Universum, vor denen gab es... gut, niemand recht weiß. Hawkings ist sein Bestes getan, zu argumentieren, es spielt keine Rolle – "denn Ereignisse vor dem Urknall keine Beobachtungsdaten Konsequenzen," erklärte er einmal, "man kann auch schneiden Sie sie aus der Theorie und sagen dieser Zeit begann mit dem Urknall" — die wissenschaftliche Gemeinschaft ist noch es massenweisezu kaufen.
So während viele Nachweis von Gravitationswellen Argument absetzt, es vielleicht die größte von allen in den Vordergrund bringt: was hier war vor dem Urknall? Wir können nie wissen. Aber zumindest heute, haben wir einen beispiellosen Einblick in was, nachdem geschah.
Bild von South Pole Telescope