По откритието на забрзаното ширење на Вселената, кон крајот на 90-те години од минатиот век, ниедно вселенско откритие не побуди толку големо внимание како детекцијата (за прв пат во историјата на науката) на гравитациските бранови. Оваа вест прва ја објави НАСА на конференција.
Деталната мапа на микробрановото зрачење, направено со ПЛАНК телескопот. Разликите во температурите се означени со црвени и сини точки, и таа разлика ги отсликува варијациите кои се случиле во раната Вселена. Задача на денешните мисии е да ги најдат нивните предизвикувачи.
Науката е постојано во движење, големи и скапи проекти се одвиваат постојано во светот, но, сепак, некои фундаментални прашања и понатаму остануваат без одговор. Едно од нив е секако, проблемот со гравитацијата. Иако нејзината основна формулација пред речиси 4 века ја објави Исак Њутн, научниците се уште трагаат за одговорите на прашањата: кој ја пренесува таа сила и дали гравитацискиот бран може да се детектира?
Од друга страна, останува и мистеријата за почетните услови од кои се појавил Биг Бенгот. Комбинацијата на овие две големи вселенски прашања се чини уште покомпликувана. Така, во последните децении, неколку откритија доведоа до недвосмислен заклучок дека вселената се шири (откритието на микробрановото зрачење и мерењето на флуктацијата во температурата на истото зрачење, за што беа и доделени и Нобелови награди.
Кога ќе се направи екстраполација (предвидување на однесувањето на системот врз основа на познати податоци) од денешното до изминатото вселенско време, теоријата на релативност на Ајнштајн наведува на заклучокот дека во некој временски период од далечното минато (пред 13.772 милијарди години), температурата и густината биле бесконечно големи. Со вакви големи вредности е невозможно да се дефинира некоја функција. Со други зборови, општата теорија на релативноста во таква средина престанува да важи! Од тој момент, главен збор имаат квантните ефекти кои траеле само 10^-43 сек.! Иако има толку мала вредност, тоа што мислиме дека се случувало во тој дел од времето е всушност основата на сето она што го гледаме во Вселената.
Најважната работа која општата релативност на Ајнштајн ја предвидува е токму гравитацискиот бран. Тие настануваат во процесите кои содржат интензивно осцилирање на простор – време, како на пр. двојните системи на компактните вселенски објекти (црни дупки, неутронски ѕвезди). За едно вакво откритие е доделена и Нобелова награда во 1993 г. на астрофизичарите Тејлор и Хулс.
Тие го покажаа гравитациското влијание во трајниот намален период на орбитата на двојните неутронски ѕвезди. Времето на распаѓање на таквата орбита, според теоријата на релативноста совршено е потврдено со мерењата на овие двајца научници. Меѓутоа, за да може и директно да се пронајдат и детектираат гравитациските бранови, потребни се многу моќни системи.
БИЦЕП (Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization) е многу чувствителен радио телескоп, кој е составен од 98 осетливи детектори кои се наоѓаат на Јужниот Пол, а фреквенцијата на брановите кои се снимаат е помеѓу 100 и 150 GHz. БИЦЕП ја мери поларизацијата (ориентацијата на електричното поле на тој бран) во просторот. Со оглед дека денес се знае дека Вселената исполнува “вселенско позадинско зрачење”, кое е всушност, “оладено” зрачење заостанато од времето на раната вселена, тогаш, мерењата преку овој телескоп добиваат на важност. Така, тие директно мерат многу чувствителни промени кои теоријата ги предвидува дека се случиле во тие мали 10^-43 сек.
Една од најголемите и најсмели теории е онаа по која Вселената нагло го зголемува својот волумен за само неколку милијардити делови од секундата, поточно, претпоставката е дека ширењето е толку брзо и големо, што температурата паднала за 100.000 С˚! Важна последица од ова е предвидувањето дека се што се случило во тој краток, но шокантен период од вселенската историја, потекнува од гравитацискиот колапс, предизвикан од квантните флуктации. Значи, тоа што се случило во инфалцијата е одговорно и за изгледот на споменатата микробранова позадина. Оттаму е и идејата да се истражуваат гравитациските ефекти.
Проблемот е, меѓутоа, што вселенската микробранова позадина е многу посилна од гравитациската позадина. Исто така, уште многу други ефекти ги отежнуваат мерењата, како галактичката прашина или поларизацијата, која потекнува од силните радио – галаксии. Според тоа, БИЦЕП на Јужниот Пол снимал промени во зрачењето кое потекнало од времето кога нашата вселена била стара само 380 илјади години, и кога таа била доволна прозрачна да ги пропушти фотоните да отпатуваат на сите страни од видливата Вселена. Ефектот кој научниците го детектираа во овој случај е единствена особина на гравитациските бранови – да ја “соберат” Вслената во еден правец, така што изгледа потопла на дадената мапа, а во другата насока да го развлечат просторот, што на мапата ги отсликуваат поладните места. Тешкотиите во анализите на ваквите ефекти се огромни, бидејќи станува збор за разликите во температурите помали од сто илјадитиот дел од Келвинот!
Ова е кратко видео за начинот како се снимени споменатите флуктации.
Ова откритие ја отвара вратата за потврда на големи теории кои се обидувале да го објаснат и предвидат однесувањето на Вслената во раните моменти, особено на инфлаторната теорија која ја предвидела точната временска раздалечина во која се случила енормната експанзија. Поради тоа, денес сме поблиску до конечниот одговор на вечното прашање – кои биле почетните услови кои придонеле до Биг Бенгот?
Извор: Б92
Превод: Петар Ивановски
