Den 17 mars 2014 tillkännagav astronomer en historisk upptäckt. Efter att ha lämnat ett djupt tryck i relikstrålning, som genomtränger hela universum och skapades vid tidsåtgången, var gravitationella vågor under direkt observation, vilket gav oss möjlighet att titta på inflationsperiodens natur, vilket innebär en snabb tillväxt av vårt universum direkt efter Big Bang.
Sökandet efter ytterligare data till förmån för teorin om kosmisk inflation skulle ha varit en tillräcklig upptäckt, men det faktum att astronomer nu har bevis för att det finns gravitationella vågor gör denna St Patrick's Day till en speciell dag för kosmologi.
Bild av det "barnsliga" universum. Kartan visar WMAP mikrovågs bakgrundstemperaturer. Hot spots - röd och kall - blå.
Så vad är det, gravitationella vågor? De kan representeras som krusningar i rymdtid, vilket ger massiva rörelser av rörelsen genom rymden. Tänk dig att du slängde bollen i poolen. Ripplarna som skapas genom att slå bollen mot vatten kommer att sprida sig från slagpunkten i olika riktningar. Gravitationsvågor fungerar på samma sätt, men i motsats till ripplar på ytan av vattnet förökar gravitationsvågor med ljusets hastighet genom tredimensionellt utrymme. Jämförelsen av teorin om generell relativitet av Albert Einstein förutspådde deras existens. Dessutom fanns det några indirekta observationer av gravitationella vågor som spolar orbitalenergi från binära stjärnsystem. Eftersom vi är rumstidsobjekt måste vi också kunna upptäcka närvaro när de passerar lokal tid. Multimillion-dollar experiment, såsom laserinterferometern i observatoriumets gravitetsvågor (LIGO) i Louisiana och Washington, byggdes för att direkt detektera gravitationella vågor som förökar sig genom jorden. Däremot har deras upptäckt hittills visat sig vara illaluktande.
Big Bang Theory: Singulariteten är en utgångspunkt, följt av expansion.
Kosmisk mikrovågsugn bakgrund eller CMB är en berömd big bang artefakt. Dessa mindre temperaturfluktuationer, som observeras vid det yttersta kanten av det synliga universum, studerades med hjälp av rymdteleskop som NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) och Planck Observatory i Europa. Dessa observatorier mäter speciellt små temperaturförstörningar (känd som anisotropier) i CMB och studerar information om förhållandena strax efter Big Bang och kan även ta reda på universums ålder. Den snabba inflationsperioden förutsätter att vårt universum har expanderat en miljard triljoner gånger i en bråkdel av en sekund. Förvånansvärt är det allvarlig storleksstörning som fanns vid den tiden, uppblåst över natten, och astronomer förutsätter att dessa små strukturer kan observeras idag i form av stora gravitationstörningar. Men innan man använde BICEP2-projektet antog forskarna att dessa vågor är för svaga för att detekteras. Det visar sig att de hade fel.
Möjliga alternativ för universums slut
"Det var så att hitta en nål i en höstack, men i stället hittade vi skrot", säger BICEP2-projektansvarig Clem Prike, från University of Minnesota.
"Konsekvenserna av detta konstaterande är överdrivande", säger projektkoordinator Jamie Bock, fysiker vid California Institute of Technology och Jet Propulsion Laboratory (JPL). "Vi mäter signalen som kommer från oändligheten."
Beläget i de torra atmosfäriska förhållandena i Antarktis, har BICEP2 en mycket tydlig bild av rymden. Enheten har förmågan att mäta polariseringen av en svag signal från bakgrundsstrålningen. På jorden kan solsken bli polariserad om den reflekteras från en spegel eller när den filtreras med hjälp av polariserade solglasögon (vilket reducerar bländningen). Strålning från den gamla relikstrålningen kan också bli polariserad och gravitationsvågor har möjlighet att manipulera polarisationen av den infallande strålningen. Den specifika typen av polarisering som kallas "B-polarisationsläge" är vad BICEP2 letade efter. Och nu har astronomer med hög grad upptäckt det.
"Vortexmönstret för polarisering i B-läge är en unik signatur av gravitationsvågor", säger Chao -Ling Guo, en av projektledarna, från Stanford University och National Accelerator Laboratory.
Dagens tillkännagivande utrålas som "upptäckten av seklet" och även om de två dokument som publicerades idag bara kommer att skrivas ut är det säkert att säga att astronomer "slår tjurens öga". Inte bara bekräftar dessa resultat teorin om kosmisk inflation och indikerar närvaron av gravitationsvågor, de kan associeras med ett av de svåraste problemen i modern kvantfysik, nämligen vilken roll tyngdkraften spelar i kvantvärlden.
