Kreditna slika: Hubble
Znanstveniki, ki preučujejo Big Bang, pravijo, da je možno, da se teorija strun nekega dne eksperimentalno preizkusi z meritvami zaledja.
Richard Easther, docent fizike na univerzi Yale, bo o možnosti razpravljal na srečanju na univerzi Stanford v sredo 12. maja z naslovom "Onkraj Einsteina: Od velikega poka do črnih lukenj." Eastherjevi kolegi so Brian Greene z univerze Columbia, William Kinney z univerze v Buffalou, SUNY, Hiranya Peiris z univerze Princeton in Gary Shiu z univerze Wisconsin.
Teorija strun poskuša poenotiti fiziko velikega (gravitacija) in majhnega (atom). Zdaj jih opisujeta dve teoriji, splošna relativnost in kvantna teorija, ki sta verjetno nepopolni.
Kritiki so zaničevali teorijo strunov kot "filozofijo", ki je ni mogoče preizkusiti. Vendar rezultati Eastherja in njegovih sodelavcev kažejo, da je mogoče opazovalne dokaze, ki podpirajo teorijo strun, najti pri skrbnih meritvah kozmičnega mikrovalovnega ozadja (CMB), prve luči, ki se je pojavila po velikem udaru.
"V velikem udaru, najmočnejšem dogodku v vesolju, vidimo energije, potrebne za razkritje subtilnih znakov teorije strun," je dejal Easther.
Teorija strun se razkriva le na ekstremnih majhnih razdaljah in pri visoki energiji. Planckova lestvica meri 10–35 metrov, kar je teoretično najkrajša razdalja, ki jo je mogoče določiti. Za primerjavo, majhen atom vodika v širini 10–10 metrov je širok deset bilijonov trilijonov. Podobno največji pospeševalci delcev ustvarijo energije 1015 voltov elektronov s trčenjem subatomskih delcev. Ta raven energije lahko razkrije fiziko kvantne teorije, vendar je še vedno približno trilijonkrat nižja od energije, potrebne za preizkušanje teorije strun.
Znanstveniki pravijo, da so bile temeljne sile vesolja - gravitacija (definirana s splošno relativnostjo), elektromagnetizem, "šibke" radioaktivne sile in "močne" jedrske sile (vse definirano s kvantno teorijo) - združene v visokoenergijski bliskavici Velikega Popadki, ko je bila vsa snov in energija omejena znotraj subatomskega obsega. Čeprav se je Big Bang zgodil pred skoraj 14 milijardami let, potem je CMB še vedno odejil celotno vesolje in vsebuje fosiliziran zapis prvih trenutkov.
Wilkinson mikrovalovna anizotropna sonda (WMAP) proučuje CMB in v tem večinoma enakomernem sevanju odkrije subtilne temperaturne razlike, ki svetijo na samo 2,73 stopinje Celzija nad absolutno ničlo. Enotnost je dokaz "inflacije", obdobja, ko se je širitev Vesolja pospešila, približno 10-33 sekund po velikem udaru. Med inflacijo je vesolje iz atomske lestvice v kozmično lestvico naraščalo v sto bilijonov trilijonov krat. Energetsko polje, ki je poganjalo inflacijo, je tako kot vsa kvantna polja vsebovalo nihanja. Ta nihanja, zaklenjena v kozmično mikrovalovno ozadje, kot valovi na zamrznjenem ribniku, lahko vsebujejo dokaze za teorijo strun.
Easther in njegovi sodelavci primerjajo hitro kozmično širitev, ki se je zgodila tik po velikem udaru, s povečanjem fotografije, da bi razkrili posamezne slikovne pike. Medtem ko je fizika na Planckovi lestvici naredila „valovanje“ 10–35 metrov v širino, je zaradi širitve vesolja nihanje zdaj lahko trajalo veliko svetlobnih let.
Easther je poudaril, da je zelo težko, da bi teorija strun lahko pustila merljive učinke na mikrovalovnem ozadju s subtilnim spreminjanjem vzorca vročih in hladnih žarišč. Vendar je teorijo strun tako težko eksperimentalno preizkusiti, da je vsako priložnost vredno poskusiti. Nasledniki WMAP, kot sta CMBPol in evropska misija Planck, bodo CMB merili z izjemno izjemno natančnostjo.
Spremembe CMB, ki izhajajo iz teorije strun, bi lahko odstopale od standardne napovedi temperaturnih razlik v kozmičnem mikrovalovnem ozadju za kar 1%. Vendar ugotovitev majhnega odstopanja od prevladujoče teorije ni brez precedensa. Kot primer, izmerjena orbita živega srebra se je razlikovala od tiste, ki jo je predvidel zakon gravitacije Isaaca Newtona za približno sedemdeset milj na leto. Splošna relativnost, zakon o gravitaciji Alberta Einsteina, bi lahko pojasnila neskladje, ki ga je v vesolju povzročila subtilna deformacija od Sončeve gravitacijske hitrosti, ki pospešuje Merburovo orbito.
Več informacij o sestanku „Onkraj Einsteina“ najdete na http://www-conf.slac.stanford.edu/einstein/.
Izvirni vir: Novice z univerze Yale
