22 април 2019
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Какво стана преди Големия взрив? (видео)

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 28 март 2019 в 08:4344310
Илюстрация, показваща модели на сигналите, генерирани от първични стандартни часовници в различни теории на изначалната вселена. Горе: Големият подскок. Отдолу: Инфлация. Кредит: CfA / Zhong-Zhi Xianyu, Xingang Chen, Avi Loeb

Екип учени предложи мощен нов тест за инфлацията, теорията, че Вселената драстично се е разширила в нищожна част от секундата веднага след Големия взрив. Тяхната цел е да дадат отговор на един дългогодишен въпрос: каква е била Вселената преди Големия взрив?

Въпреки че космическата инфлация е добре известна с разрешаването на някои важни загадки за структурата и еволюцията на Вселената, има и други теории, които също могат да обяснят тези загадки. В някои от тези теории състоянието на Вселената, предшестващо Големия взрив - така наречената първична вселена - се свива, вместо да се разширява, и Големият взрив е по този начин част от Голям подскок (Big Bounce).

За да се избере между инфлацията и тези други идеи, неизбежно възниква въпросът за фалсифицируемостта - т.е. дали дадена теория може да бъде тествана, за да се покаже, че е невярна. Някои изследователи, включително Ави Льоб от Центъра за астрофизика Харвард-Смитсониън (CfA) в Кеймбридж, Масачузетс, изразяват загриженост относно инфлацията, че привидно безкрайната ѝ приспособимост е  невъзможно да се тества правилно.

"Фалсифицируемостта трябва да бъде отличителен белег на всяка научна теория. Сегашната ситуация с инфлацията е, че това е толкова гъвкава идея, че не може да бъде тествана експериментално", заяви Льоб в прессъобщение на Харвард-Смитсониън Център за астрофизика. "Без значение какви величини се измерват за някое наблюдавано свойство, винаги ще се намерят някакви модели на инфлация, които могат да го обяснят."

Сега екип от учени, ръководени от Синган Чън (Xingang Chen) от CfA, заедно с Льоб и Джун-Джъ Сиеню (Zhong-Zhi Xianyu) от катедрата по физика на Харвардския университет, предлагат идея, която наричат ​​"първичен стандартен часовник" (primordial standard clock) на неинфлационните теории, и прилагат метод, с който може инфлацията да се провери експериментално.

 Проучването ще бъде публикувано в списание Physical Review Letters, но вече е на разположение в arXiv.org.

В опит да намери някаква характеристика, която може да отдели инфлацията от други теории, екипът започна с идентифициране на определящото свойство на различните теории - еволюцията на размера на първичната Вселена.

"Например, по време на инфлацията размерът на Вселената нараства експоненциално”, обяснява Сиеню. „В някои алтернативни теории, размерът на вселената се свива. Някои го правят много бавно, а други го правят много бързо”.

"Атрибутите, предлагани досега за измерване, обикновено имат проблеми с разграничаването на различните теории, защото те не са пряко свързани с еволюцията на размера на изначалната вселена", продължава той. "Искахме да намерим наблюдаеми атрибути, които могат да бъдат пряко свързани с това определящо свойство."

Сигналите, генерирани от първичния стандартен часовник, могат да послужат на тази цел. Този часовник може да е който и да е вид тежка елементарна частица в първичната Вселена. Такива частици трябва да съществуват във всяка теория и техните позиции трябва да се колебаят с (осцилират) с определена честота, подобно на движението на махалото на часовника.

Първичната Вселена не е напълно равномерна. Съществуват малки неравномерности в плътността в миниатюрен мащаб - семената на мащабната структура, наблюдавана в днешната Вселена. Това е основният източник на информация, на която физиците разчитат, за да научат какво се е случило преди Големия взрив. Тиктаканията на стандартния часовник са генерирали сигнали, които са отпечатани в структурата на тези неравности. Стандартните часовници в различните теории на първичната Вселена предсказват различни модели на сигнали, защото различните теории предсказват и различни еволюционни истории на Вселената.

Илюстрация на сигналите на часовника за два алтернативни сценария - свиване (горе) и разширение (долу). Във всеки от случаите се нанасят различни маси. Unique Fingerprints of Alternatives to Inflation in the Primordial Power Spectrum, CfA/Zhong-Zhi Xianyu/Xingang Chen/Avi Loeb

"Ако си представим, че цялата информация, която сме научили досега за това, което се е случило преди Големият взрив, е в ролка филмови кадри, тогава стандартният часовник ни казва как трябва да се прожектират тези кадри", обяснява Чън. "Без никаква информация от часовника, не знаем дали филмът трябва да се възпроизвежда напред или назад, бързо или бавно, точно както не сме сигурни дали първичната Вселена се е раздувала или свивала и колко бързо го е направила. Ето тук е скрит проблемът. Стандартният часовник поставя печати на всеки един от тези кадри, когато филмът е заснеман преди Големия взрив, и ни казва как да възпроизвеждаме филма”.

Екипът изчисли как тези стандартни часовникови сигнали трябва да изглеждат в неинфлационни теории и предложи как да се търсят в астрофизичните наблюдения.

"Ако бъде намерен модел на сигнали, представящи свиваща се вселена , това ще фалсифицира цялата инфлационна теория", отбеляза Сиеню.

Успехът на тази идея е, че позволява да се тества в експеримент.

"Тези сигнали ще бъдат много фини за откриване", подчертава Чън, "и затова може да се наложи да търсим на много различни места. Космическото микровълново фоново излъчване е едно такова място, а разпределението на галактиките е друго. Вече започнахме търсене на тези сигнали и има някои интересни кандидати вече, но имаме нужда от повече данни.”

Очаква се много бъдещи проучвания за галактики, като например американският LSST, европейският Euclid и новият одобрен проект на НАСА, SphereX, да предоставят висококачествени данни, които могат да бъдат използвани за постигане на целта.


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Космология
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.