Закрыть ☒

Новое исследование может в конечном итоге подтвердить или отклонить теорию Большого взрыва

Новое исследование может в конечном итоге подтвердить или отклонить теорию Большого взрыва

Согласно теории Большого Взрыва, наша Вселенная была создана около 13,8 миллиардов лет назад в результате космического взрыва, когда материя и энергия начали распространяться во всех направлениях. Считается, что период космической инфляции соответствует крупномасштабной структуре Вселенной и объясняет, почему космос и микроволновое фоновое излучение в основном являются однородными во всех направлениях. До сих пор не было получено доказательств, которые бы прямо подтвердили гипотезу о космологической инфляции или исключили альтернативные теории, но, благодаря последним исследованиям, ученые, возможно, разработали способ проверить одну из ключевых частей космологической модели Большого Взрыва.

Теория космической инфляции утверждает, что через 10−36 секунд после Большого Взрыва, особенности, в которой сосредоточена вся материя и энергия, начали расширяться. Считается, что период космологической инфляции продолжался 10−33–10−32  секунд после Большого Взрыва, после чего скорость расширения Вселенной замедлилась. Согласно этой теории, начальное расширение космоса было быстрее скорости света.

Теория помогает объяснить, почему в отдаленных областях Вселенной существуют почти одинаковые условия. Если космос приходит из крошечного объема пространства, который вырос до большего размера, чем мы можем видеть, это объясняет, почему крупномасштабная структура Вселенной почти однородна.

Существуют и другие теории, объясняющие происхождение Вселенной, но до сих пор не было возможности подтвердить какую-либо из них. Поэтому группа астрономов из Гарвардского университета и Гарвардско-Смитсоновского астрофизического центра в Кембридже разработала независимый от модели способ отличать инфляцию от альтернативных сценариев. Согласно этому предложению, обширные поля в исходной Вселенной будут испытывать квантовые флуктуации и возмущения плотности, которые непосредственно фиксируют масштаб ранней Вселенной как функцию времени, т. е. будут действовать как «стандартные часы Вселенной».

Измеряя сигналы, которые приходят из этих полей, космологи смогут определить, были ли внесены изменения плотности в период сокращения или расширения ранней Вселенной. Это позволило бы исключить альтернативы теории космической инфляции.

Эти возмущения были бы источником любых изменений плотности, наблюдаемых астрономами во Вселенной. Как эти варианты были сформированы, можно определить, наблюдая за фоном Вселенной – в частности, его расширением или сжатием.

Астрономы определили потенциальный сигнал, который можно было бы измерить с помощью доступных в настоящее время исследовательских инструментов, таких как Космическая обсерватория Планка, Предыдущие исследования показали, что изменения плотности исходной Вселенной могут быть обнаружены путем поиска доказательств для функции Гаусса, которые являются поправками к гауссовой функции при измерении физических размеров – в данном случае, микроволнового фонового излучения.

Возникновение Вселенной, вероятно, является одной из величайших тайн науки и космологии. Если мы можем исключить альтернативные теории, используя вышеупомянутый метод, это приблизит нас к пониманию начала времени, пространства и самой жизни.