Ανιχνεύοντας τη βαρύτητα στην ακτινοβολία υποβάθρου

Τρίτη, 4 Μαρτίου 2014 Ετικέτες

 

Από τις τέσσερις θεμελιώδεις δυνάμεις που γνωρίζουμε στο Σύμπαν, η βαρύτητα είναι εκείνη που φανερώνει τα μεγαλύτερα εμπόδια στην προσπάθεια των επιστημόνων για μια ενοποιημένη φυσική θεωρία. Αυτό συμβαίνει επειδή η περιγραφή της βαρύτητας, μέσω της Γενικής θεωρίας της Σχετικότητας του Αϊνστάιν είναι μία κατεξοχήν κλασική θεωρία, και οποιεσδήποτε προσπάθειες διατύπωσής της με κβαντικό τρόπο έχουν αποτύχει. Καθώς οι επιστήμονες θεωρούν πως μία πλήρης θεώρηση του κόσμου πρέπει να εμπεριέχει τις αρχές της κβαντικής μηχανικής, η εύρεση μίας κβαντικής θεωρίας βαρύτητας αποτελεί τον διακαή τους πόθο εδώ και έναν αιώνα.


Εάν και η Γενική θεωρία της Σχετικότητας έχει περάσει όλες τις εξετάσεις στις οποίες έχει υποβληθεί μέχρι σήμερα, το σωματίδιο που σχετίζεται με τη βαρύτητα και προβλέπεται από τις εξισώσεις της δεν έχει ακόμη ανιχνευθεί. Η ανίχνευση του γκραβιτονίου όμως προμηνύεται μία δύσκολη υπόθεση αφού σύμφωνα με τους φυσικούς η απευθείας ανίχνευσή του στη Γη, θα χρειαζόταν ανιχνευτές τόσο ισχυρούς που θα κατέρρεαν από το ίδιο τους το βάρος σε μαύρες τρύπες!

Για το λόγο αυτό, ο Νομπελίστας φυσικός Φρανκ Βίλτσεκ από το ΜΙΤ, και ο κοσμολόγος Λόρενς Κράους του πανεπιστημίου της Αριζόνα, προτείνουν με ένα άρθρο τους στο επιστημονικό περιοδικό Physical Review D, την ανίχνευση γκραβιτονίων στο διάστημα, και για την ακρίβεια στην κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου, τον απόηχο από τη Μεγάλη Έκρηξη που γέννησε το Σύμπαν πριν από 13.8 δισεκατομμύρια χρόνια.

«Αυτό μπορεί να δώσει, εάν είναι αληθής η θεωρία πως η ανίχνευση γκραβιτονίων στη Γη είναι αδύνατη, τη μοναδική εμπειρική εξακρίβωση για την ύπαρξη αυτών των σωματιδίων», δήλωσε σχετικά ο Κράους. «Πιο συγκεκριμένα, βρίσκουμε αξιοσημείωτο το γεγονός πως το Σύμπαν συμπεριφέρεται ως ένας ανιχνευτής του είδους που δεν μπορούμε να κατασκευάσουμε στη Γη», καταλήγει.

Η επικρατούσα κοσμολογική θεωρία για τη δημιουργία και την εξέλιξη του Σύμπαντος, περιλαμβάνει το μοντέλου του πληθωρισμού, σύμφωνα με το οποίο το Σύμπαν επεκτάθηκε εκθετικά λίγο μετά τη γέννησή του, εξαιτίας της παρουσίας ενός επιπλέον πεδίο που ονομάζεται inflaton. Εάν τα γκραβιτόνια υπάρχουν, θα έχουν προκύψει ως κβαντικές διακυμάνσεις του πεδίου αυτού, οι οποίες με τη διαστολή του Σύμπαντος θα μεταδίδονται ως βαρυτικά κύματα. Η ύπαρξη των κυμάτων αυτών όμως, θα πρέπει να έχει προκαλέσει μεταβολές στην πολικότητα της ακτινοβολίας υποβάθρου, την οποία έχει πρόσφατα μελετήσει με μεγάλη ακρίβεια το ευρωπαϊκό διαστημικό τηλεσκόπιο Πλανκ. 

Αν και η συγκεκριμένη συλλογιστική δεν είναι νέα στη βιβλιογραφία, οι δύο ερευνητές προχωρούν σε συγκεκριμένους υπολογισμούς χρησιμοποιώντας μία απλή φυσική μέθοδο, παρέχοντας επιχειρήματα υπέρ μιας αναμφίβολης επιβεβαίωσης της ύπαρξης κβαντικών βαρυτικών πεδίων στην ακτινοβολία υποβάθρου. Η επιβεβαίωση αυτή, θα έρθει σύμφωνα με τους επιστήμονες με την ανάλυση των δεδομένων του Πλανκ για την πολικότητα της ακτινοβολίας υποβάθρου, που θα δοθούν στη δημοσιότητα το ερχόμενο καλοκαίρι, είτε στην επόμενη δεκαετία με μια μελλοντική αποστολή.

πηγη  naftemporiki.gr

0 σχόλια :