Rys. BICEP2 Collaboration Po bozonie Higgsa odkryliśmy kolejny element, który dopełnia naszą wiedzę o fizyce. Udało się to naukowcom z
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. To
fale grawitacyjne – zjawisko, które teoretycznie przewidział
Albert Einstein w swojej ogólnej teorii względności ogłoszonej w 1916 roku. Wszystkie pozostałe fragmenty jego przewidywań znalazły już wcześniej potwierdzenie doświadczalne – fale grawitacyjne były ostatnie.
Są one gigantycznymi zmarszczkami na rzeczywistości, czyli na całej czasoprzestrzeni. Niezwykle trudno jest je wykryć – powodem tego jest m.in. sama ich natura. Jeśli taka zmarszczka przechodzi przez Ziemię, to odkształca na niej wszystko – również same przyrządy pomiarowe. W dodatku odchylenie jest bardzo niewielkie: dla obiektu o długości 400 kilometrów to zaledwie 10
-19 metra. W dodatku by efekt był możliwy do zaobserwowania ciało wytwarzające fale grawitacyjne musi mieć ogromną masę i przyspieszenie. Takimi ciałami mogą być na przykład dwie wirujące wokół siebie czarne dziury, które zniekształcają czasoprzestrzeń.
Did the universe undergo an early epoch of extremely rapid expansion? Such an inflationary epoch has been postulated to explain several puzzling cosmic attributes such as why our universe looks similar in opposite directions. Yesterday, results were released showing an expected signal of unexpected strength, bolstering a prediction of inflation that specific patterns of polarization should exist in cosmic microwave background radiation -- light emitted 13.8 billion years ago as the universe first became transparent. Called B-mode polarizations, these early swirling patterns can be directly attributed to squeeze and stretch effects that gravitational radiation has on photon-emitting electrons. The surprising results were discovered in data from the Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization 2 (BICEP2) microwave observatory near the South Pole. BICEP2 is the building-mounted dish pictured above on the left. Note how the black polarization vectors appear to swirl around the colored temperature peaks on the inset microwave sky map. Although statistically compelling, the conclusions will likely remain controversial while confirmation attempts are made with independent observations. Odkrycie fal grawitacyjnych jest nie tylko kolejnym potwierdzeniem ogólnej teorii względności, ale też niezwykłym spojrzeniem w najodleglejszą historię Wszechświata. Zaraz po Wielkim Wybuchu bardzo wiele rzeczy zdarzyło się w niezwykle krótkim czasie. Już w 10
−35 sekundy od Wybuchu nastąpił etap inflacji – niezwykle gwałtownego rozszerzania się części ówczesnego Wszechświata, który doprowadził do powstania wszystkiego, co dziś nas otacza. Trwał gdzieś do 10
−32 sekundy, a w tym czasie zwiększył swoją objętość mniej więcej 10
50 razy.
I właśnie ten moment wywołał tak potężny wstrząs, że dziś nadal odczuwamy fale przez niego wywołane – właśnie fale grawitacyjne. Ich odkrycie potwierdza teorię pochodzącą z lat 70., która wyjaśnia, że nierównomierne rozłożenie materii we Wszechświecie (mamy przecież gwiazdy, galaktyki i nas samych) jest właśnie wynikiem tej gwałtownej inflacji, która zakłóciła wcześniejszą równowagę. Dlaczego jest ono tak ważne? Po pierwsze pokazuje nam, co działo się z Wszechświatem tuż po Wielkim Wybuchu, a po drugie potwierdza pośrednio istnienie grawitonów, hipotetycznych cząstek przenoszących oddziaływania grawitacyjne i otwiera nowe pole badań dotyczących grawitacji. Naukowcy odpowiedzialni za opisane w tym artykule odkrycie z pewnością będą walczyli o Nobla.
Druga grafika w tym artykule: zniekształcenia polaryzacji światła pochodzącego z pierwszych chwil po Wielkim Wybuchu, które dowodzi istnienia fal grawitacyjnych.
(
Piotr Stanisławski, CrazyNauka)
Źródło: Kosmonauta.net
Przeczytaj więcej: 
