V naslednjem desetletju bodo kozmologi poskušali opazovati prve trenutke Vesolja v upanju, da bodo dokazali priljubljeno teorijo. Iskali bodo izjemno šibke gravitacijske valove za merjenje prvotne svetlobe in iskali prepričljive dokaze za teorijo kozmične inflacije, ki predlaga, da je naključno nihanje mikroskopske gostote v tkanini prostora in časa vesolje rodilo v vročem velikem pred približno 13,7 milijarde let. Na instrument Južni pol (SPT), ki deluje na valovnih dolžinah submilimetra, med mikrovalovi in infrardečim v elektromagnetnem spektru, je pritrjen nov instrument, imenovan polarimeter. Einsteinova teorija splošne relativnosti predvideva, da naj bi kozmična inflacija povzročila šibke gravitacijske valove.
Teorija inflacije predlaga obdobje izjemno hitrega in eksponentnega širjenja Vesolja v njegovih prvih nekaj trenutkih pred bolj postopnim širjenjem Big Bang, v tem času pa je energijska gostota vesolja prevladovala s kozmološko konstantno vrsto vakuumske energije, ki je kasneje razpadla, da bi ustvarila snov in sevanje, ki napolnjuje vesoljski časopis.
Leta 1979 je fizik Alan Guth predlagal Teorijo o kozmični inflaciji, ki prav tako napoveduje obstoj neskončnega števila vesoljev. Na žalost kozmologi ne morejo preizkusiti te posebne napovedi.
"Ker gre za ločena vesolja, po definiciji to pomeni, da nikoli ne moremo imeti stikov z njimi. Nič, kar se tam zgodi, ne vpliva na nas, "je dejal Scott Dodelson, znanstvenik iz Fermijevega nacionalnega pospeševalnega laboratorija in profesor astronomije in astrofizike na univerzi v Chicagu.
Obstaja pa način preverjanja veljavnosti kozmične inflacije. Pojav bi povzročil dva razreda motenj. Prvič, nihanja gostote subatomskih delcev se nenehno dogajajo po vsem vesolju in znanstveniki so jih že opazili.
"Ponavadi se odvijajo le na atomskem merilu. Nikoli jih niti ne opazimo, "je dejal Dodelson. Toda inflacija bi te motnje v trenutku razširila v kozmične razsežnosti. "Ta slika dejansko deluje. Izračunamo lahko, kako naj bi izgledala ta vznemirjenja, in izkazalo se je, da imajo prav, da ustvarijo galaksije, ki jih vidimo v vesolju. "
Drugi razred motenj bi bili gravitacijski valovi - Einsteinova izkrivljanja v prostoru in času. Tudi gravitacijski valovi bi se lahko zvišali do kozmičnih razsežnosti, morda celo dovolj močni, da jih kozmologi zaznajo z občutljivimi teleskopi, uglašenimi na ustrezno frekvenco elektromagnetnega sevanja.
Če je novi polarimeter dovolj občutljiv, bi morali znanstveniki zaznati valove.
"Če zaznate gravitacijske valove, vam pove veliko o inflaciji za naše vesolje," je dejal John Carlstrom z univerze v Chicagu, ki je razvil nov instrument. Carlstrom je dejal, da bo zaznavanje valov izključilo različne konkurenčne ideje o nastanku vesolja. "Manj jih je, kot je bilo včasih, vendar ne napovedujejo, da boste imeli za začetek tako ekstremno, vroč velik udarec, to kvantno nihanje," je dejal. Prav tako ne bi proizvajali gravitacijskih valov na zaznavnih ravneh.
Simulacija na tej povezavi prikazuje popačenja v prostoru in času na subatomski lestvici, ki so posledica kvantnih nihanj, ki se neprestano pojavljajo po celotnem vesolju. Konec simulacije se začne kozmična inflacija raztezati prostor-čas do kozmičnih razsežnosti vesolja.
Kozmologi tudi v svojih prizadevanjih uporabljajo SPT za razrešitev skrivnosti temne energije. Odbojna sila, temna energija potisne vesolje narazen in premaga gravitacijo, privlačno silo, ki ga izvaja vsa materija.
Temna energija je nevidna, vendar astronomi lahko vidijo njen vpliv na grozde galaksij, ki so se oblikovale v zadnjih nekaj milijardah let.
SPT zazna sevanje kozmičnega mikrovalovnega ozadja (CMB), zatemnitev velikega praska. Kozmologi so izkopali celo vrsto podatkov iz CMB, ki predstavljajo močne bobne in rogove kozmične simfonije. Toda zdaj ima znanstvena skupnost ušesa za tone tankega instrumenta - gravitacijskih valov -, ki podpirajo CMB.
"Te ključne sestavine naše slike vesolja imamo, vendar res ne vemo, kaj fizika proizvede," je dejal Dodelson o inflaciji, temni energiji in enako skrivnostni temni snovi. "Cilj naslednjega desetletja je prepoznati fiziko."
Vir: University of Chicago
