أيام مثل هذه تجعل من عالم الفيزياء الفلكية مثيرًا للاهتمام. من ناحية ، هناك إعلان عن BICEP2 بأن النظرية المشتبه بها منذ فترة طويلة عن الانفجار الكبير التضخمي صحيحة في الواقع. إنه نوع الاكتشاف الذي يجعلك ترغب في انتزاع أشخاص عشوائيين من الشارع وإخبارهم بما هو الكون المذهل. من ناحية أخرى ، هذا هو بالضبط نوع اللحظات التي يجب أن نكون فيها هادئين ، ونرد على المطالبات التي قدمها فريق بحثي واحد. لذلك دعونا نأخذ نفسًا عميقًا ونلقي نظرة على ما نعرفه وما لا نعرفه.
أولاً ، دعونا نبدد بعض الشائعات. هذا البحث الأخير ليس أول دليل على موجات الجاذبية. تم العثور على أول دليل غير مباشر على موجات الجاذبية في الاضمحلال المداري لنبض ثنائي من قبل راسل هولس وجوزيف تايلور ، حيث حصلوا على جائزة نوبل في عام 1993. هذا العمل الجديد ليس أيضًا أول اكتشاف للاستقطاب داخل الميكروويف الكوني الخلفية ، أو حتى الملاحظة الأولى لاستقطاب الوضع B. هذا العمل الجديد مثير لأنه يجد أدلة على شكل معين من أشكال الاستقطاب من نمط B بسبب بدائي موجات الجاذبية. نوع موجات الجاذبية التي ستنتج فقط عن التضخم خلال اللحظات الأولى للكون.
وتجدر الإشارة أيضًا إلى أن هذا العمل الجديد لم يخضع بعد لمراجعة النظراء. سيكون كذلك ، ومن المرجح أن يجتاز ، ولكن حتى يتم ذلك يجب أن نكون حذرين قليلاً بشأن النتائج. حتى ذلك الحين ، ستحتاج التجارب الأخرى إلى التحقق من هذه النتائج. على سبيل المثال ، يجب أن تكون البيانات من تلسكوب بلانك الفضائي قادرة على تأكيد هذه النتائج على افتراض أنها صالحة.
ومع ذلك ، فإن هذه النتائج الجديدة مثيرة حقًا.
ما فعله الفريق هو تحليل ما يعرف باسم استقطاب الوضع B في الخلفية الكونية الميكروية (CMB). تتأرجح موجات الضوء بشكل عمودي على اتجاه حركتها ، على غرار الطريقة التي تتذبذب بها موجات الماء لأعلى ولأسفل أثناء انتقالها على طول سطح الماء. هذا يعني أن الضوء يمكن أن يكون له اتجاه. بالنسبة للضوء من CMB ، فإن هذا الاتجاه له وضعان ، يعرفان باسم E و B. يحدث استقطاب الوضع E بسبب تقلبات درجة الحرارة في CMB ، وقد لوحظ لأول مرة في عام 2002 بواسطة مقياس التداخل DASI.
يمكن أن يحدث استقطاب الوضع B بطريقتين. الطريقة الأولى هي بسبب عدسة الجاذبية. الأول يرجع إلى العدسة الجاذبية للوضع E. لقد سارت خلفية الميكروويف الكونية التي نراها اليوم لأكثر من 13 مليار سنة قبل الوصول إلينا. على طول رحلتها ، مر بعضها بالقرب من المجرات وما شابه ذلك لينتجها الجاذبية. هذه العدسة الجاذبية تحرف الاستقطاب قليلاً ، مما يعطي بعضها استقطابًا في الوضع B. وقد لوحظ هذا النوع لأول مرة في يوليو 2013. والطريقة الثانية هي بسبب موجات الجاذبية من الفترة التضخمية المبكرة للكون. عندما حدثت فترة تضخمية ، أنتجت موجات جاذبية على نطاق كوني. تمامًا كما تنتج العدسة الجاذبية استقطابًا في الوضع B ، فإن هذه الموجات الجاذبية البدائية تنتج تأثير الوضع B. إن اكتشاف استقطاب الموجة البدائية B-mode هو ما تم الإعلان عنه اليوم.
تم اقتراح التضخم كسبب وراء كون الخلفية الكونية الميكروية موحدة كما هي. نرى تقلبات صغيرة في CMB ، ولكن ليس البقع الساخنة أو الباردة الكبيرة. هذا يعني أن الكون المبكر يجب أن يكون صغيرًا بما يكفي لدرجات الحرارة حتى. لكن CMB موحد للغاية لدرجة أن الكون المرئي يجب أن يكون أصغر بكثير مما توقعه الانفجار العظيم. ومع ذلك ، إذا شهد الكون زيادة سريعة في الحجم خلال لحظاته المبكرة ، فإن كل شيء سينجح. كانت المشكلة الوحيدة هي أنه لم يكن لدينا أي دليل مباشر على التضخم.
بافتراض استمرار هذه النتائج الجديدة ، فإننا نفعل ذلك الآن. ليس ذلك فحسب ، نحن نعلم أن التضخم كان أقوى مما توقعنا. يتم قياس قوة موجات الجاذبية بقيمة تعرف باسم r ، حيث يكون الحجم الأكبر أقوى. وجد أن r = 0.2 ، وهو أعلى بكثير مما كان متوقعًا. واستناداً إلى النتائج السابقة من تلسكوب بلانك ، كان من المتوقع أن يكون <0.11. لذا يبدو أن هناك القليل من التوتر مع النتائج السابقة. هناك طرق يمكن من خلالها حل هذا التوتر ، ولكن كيف لم يتحدد بعد.
لذلك لا يزال هذا العمل بحاجة إلى مراجعة الأقران ، ويجب تأكيده من خلال تجارب أخرى ، ومن ثم يجب حل التوتر بين هذه النتيجة والنتائج السابقة. لا يزال هناك الكثير الذي يتعين القيام به قبل أن نفهم حقا التضخم. لكن بشكل عام ، هذه أخبار كبيرة حقًا ، وربما تستحق جائزة نوبل. كانت النتائج قوية جدًا لدرجة أنه يبدو واضحًا جدًا أن لدينا أدلة مباشرة على التضخم الكوني ، وهي خطوة كبيرة إلى الأمام. قبل اليوم ، كان لدينا أدلة مادية فقط عندما كان الكون في الثانية من عمره ، في وقت حدث فيه تكوين النوى. بهذه النتيجة الجديدة ، أصبحنا قادرين الآن على استكشاف الكون عندما كان أقل من 10 تريليون تريليون تريليون من العمر الثاني.
وهو أمر مدهش للغاية عندما تفكر في ذلك.
