Förra månaden tillkännagav astrofysiker en revolutionerande upptäckt: Övertygande bevis fanns för existens av gravitationsvågor och källan till dessa vågor kan vara inflationsperioden strax efter Big Bang.
Kanske är det övertygande bevis, men kan det finnas en annan förklaring?
I ett dokument som presenterades i preliminära publikationer av ArXiv förra veckan drog tre teoretiska fysiker bort resultatet av Cosmic Extragalactic Polarization 2 (BICEP2) -projektet, vilket tyder på att det finns en annan källa till gravitationella vågor.
Låt oss först gå lite. Vad är inflationen och hur blev gravitationella vågor bevis på förekomst?
Grafisk representation av universets singularitet
I ett nötskal, när BICEP2-projektet detekterade polarisationen krusningar i kosmisk mikrovågsugnbakgrund (CMB), motsvarade signalen teoretiska förutsägelser om vilka gravitationsvågor som skulle se ut. Men hittills har gravitationella vågor (som Einstein föreslog under utveckling av sin allmänna relativitetsteori för nästan 100 år sedan) varit mycket svår att upptäcka. Så vid första anblicken är resultaten av BICEP2-forskning historiska. Dessa observationer av gravitationella vågor diskuteras inte av någon vetenskapsman. Men hur lämnade dessa gravitationsvågor slutligen ett outplånligt märke på den kosmiska mikrovågsugnbakgrunden? Detta är meningen med strid.
Det kosmiska mikrovågskiktet finns överallt, inom gränsen för våra observationsmöjligheter. Med tanke på det som Big Bangs "Echo", som inträffade för nästan 14 miljarder år sedan, kan vi analysera mycket mindre temperaturfluktuationer (så kallade "anisotropier") för att få en uppfattning om universums struktur strax efter Big Bang.
Cosmologists tror att för att universum ska existera på sin nuvarande skala, inträffade Big Bang först och då var det en period av intensiv acceleration. Snabbare än ljusets hastighet uppstod expansionen i en miljardtedel av en miljardtedel av en miljardtedel av en miljonste sekund efter Big Bang.
Utvecklingsstadier av universum. Klicka på bilden för att förstora
För den moderna förståelsen av universum kommer det att vara rättvist att det skulle finnas inflation.
Som BICEP2-projektteamet förklarar, antas gravitationskvoten som är innesluten i det kosmiska mikrovågskiktet att gravitationsvågorna själva är av inflationärt ursprung. Gravitationsvågor som genererar de mest energiska händelserna i universum, som sträcker sig från svarta hål och slutar med explosioner av stjärnor, sprider sig i rymdtid med ljusets hastighet. Inflationsteoriforskare tror också att primära gravitationella vågor kan genereras under den mest intensiva händelsen som vi aldrig kommer att se: inflation. Och resultaten från BICEP2-projektet indikerar otvivelaktigt förekomsten av övertygande bevis på de här vågornas inflationära och kvanta ursprung.
Men teoretiska fysiker James B. Dent (University of Louisiana, Lafayette), Lawrence M. Krauss (University of Arizona, Tempe) och Hard Mathur (University Case Western Reserve, Cleveland, Ohio ) tror att BICEP2-forskarna kanske har missat en alternativ källa till dessa vågor.
"Trots det faktum att inflationssignalen förblir den mest trovärdiga källan (med en gravitationsvågsignal) möjliggör den nuvarande mätningen fortfarande möjligheten att bakgrundsgravitationsvågor kan uppstå som ett resultat av den självbeställda skalärbakgrundsövergången, som inträffade lite senare." skrev fysik.
Så vad betyder detta?
Lambda-CBR Universe Diagrammet (från storängen till vår tid).
Efter Big Bang såg universum ut som en kaotisk röra av energi. Så snart det började svalna började denna energi långsamt kondensera (som regndroppar bildade från ånga i molnen), vilket skapade de grundläggande partiklarna och krafterna som vi känner och älskar i vår moderna era. Varje partikel och kraft uppträdde efter varje efterföljande "fasövergång". Men dessa fasförändringar var inte lika och höll inte på samma gång i hela universum. Fasförändringar inträffade i lokala fickor. Men vid den kritiska punkten, när universum har svalnat nog, tros dessa fickor ha utjämnat allt på en gång.
Även om denna kritiska faspunktsändring genom universum hade mindre energi än inflationsperioden som inträffade tidigare, föreslår James B. Dent och hans lag att denna händelse skapade en krusning som genererade gravitationsvågor, vilket BICEP2 nu observerar i det kosmiska mikrovågskiktet.
Som noterades i ArXiv diskuterar teoretiker inte huruvida inflationen var eller inte, de försöker bestämma andra källor till gravitationella vågor.
När det gäller att lösa mysterierna i början av kosmos, kan du inte välja en teori som "bevisar" endast en mekanism. Även om forskare vid BICEP2 har funnit starka bevis för att gravitationella vågor har ett inflationärt ursprung, visar detta nya arbete att teoretiska fysiker långt ifrån finner enighet.
