في هذا الأسبوع في الاجتماع الوطني لعلم الفلك للجمعية الملكية الفلكية في المملكة المتحدة ، يتحدى الفيزيائيون الدليل على نتائج BICEP2 الأخيرة المتعلقة بفترة التضخم في الكون ، التي تم الإعلان عنها قبل 90 يومًا فقط. يشكك البحث الجديد في إدراج نظرية التضخم في النموذج الكوني القياسي لفهم قوى الطبيعة وطبيعة الجسيمات الأولية والحالة الحالية للكون المعروف.
بالعودة إلى 17 مارس 2014 ، بدا أن العالم قد أطلع على لمحة عن النظام النهائي منذ دهور مضت ... في الواقع منذ بداية الوقت. قدمت BICEP2 ، الآلة ذات الغرض الواحد في القطب الجنوبي ، صورة بعد التحليل ، وطرح إشارة الخلفية المقدرة من درب التبانة ، قاد الباحثين إلى استنتاج أنهم وجدوا أول بقايا من ولادة الكون ، وهو توقيع في الضوء القديم الذي دعم نظرية التضخم.
قبل ثلاثين عامًا ، تم تصور نظرية التضخم من قبل الفيزيائيين آلان جوث وأندي ليندي. أدرك جوث وليند وآخرون أن التوسع المفاجئ للكون في 1/1000000000000000000000000000000000 من الثانية فقط بعد الانفجار العظيم يمكن أن يحل بعض الألغاز المحيرة للكون. يمكن للتضخم أن يفسر انتظام إشعاع الخلفية الكونية. في حين أن الصور مثل القمر الصناعي COBE تظهر توزيعًا شديدًا للإشعاع ، في الواقع ، فإن هذه الصور تبرز اختلافات صغيرة للغاية في إشعاع الخلفية ، بقايا من الانفجار الكبير ، اختلافات في ترتيب 1 / 100،000 من مستوى الخلفية.
لاحظ أن وقت فترة التضخم المقترحة للكون مباشرة بعد الانفجار العظيم سيسمح للضوء اليوم بالسفر فقط 1/1000000000000000th من قطر ذرة الهيدروجين. تم تغليف الكون خلال هذه اللحظة الأولى من التوسع في حجم أصغر بكثير من ذرة واحدة.
ارتفعت العواطف بشكل كبير عندما أعلن فريق BICEP2 النتائج التي توصلوا إليها في 17 مارس من هذا العام. يوصف حدث التضخم الذي تدعمه بيانات إشعاع الخلفية بأنه تبريد فائق للكون ، ومع ذلك ، كان هناك فيزيائيون ظلوا ببساطة باردين وظلوا مناقضين للنظرية. كان الفيزيائي البريطاني الشهير السير روجر بريمروز هو الشخص الذي ظل غامضًا وذكر أن الاستقطاب الدائري الرائع للضوء الذي بقي في البيانات المعالجة من BICEP2 يمكن تفسيره من خلال تفاعل الغبار والضوء والمجالات المغناطيسية في منطقتنا ، درب التبانة.
الآن ، تكشف الملاحظات الجديدة من كاشف آخر ، واحدة على القمر الصناعي بلانك الذي يدور حول الأرض ، أن مساهمة إشعاع الخلفية من المصادر المحلية ، الغبار في درب التبانة ، يبدو أنها قدرت بأقل من تقدير فريق BICEP2. لم يتم تقديم جميع الأدلة حتى الآن ، لكن الباحثون يظهرون الآن تحفظات. في الوقت نفسه ، لا ترفض نظرية التضخم. هذا يعني أن هناك حاجة إلى مزيد من الملاحظات وربما بحساسية أكبر.
فلماذا يطرح السؤال ، هل يقوم الفيزيائيون ببناء جهاز Rube Goldberg؟
إن فهمنا الحالي للكون يقف على ما يسمى "النموذج القياسي" لعلم الكونيات. في اجتماع الجمعية الفلكية الملكية هذا الأسبوع ، يمكن أن تكشف المناقشات تحت الأقدام عن نموذج قياسي ربما في حالة انهيار أو تحتاج ببساطة إلى أدوات وآليات جديدة لتبقى أفضل نظرية لكل شيء.
هذا الأسبوع أيضًا ، تدعم البيانات الجديدة اكتشاف بوسون Higg بواسطة مصادم هادرون الكبير في عام 2012 ، وهو الجسيم الأولي الذي يفسر وجوده كتلة الجسيمات الأساسية في الطبيعة ويدعم وجود مجال هيجز حيوي لقوة المعيار نموذج. ومع ذلك ، فإن البيانات ذات الصلة هيغز تكشف أيضًا أنه إذا حدثت الفترة التضخمية للكون ، إذا تم أخذها مع النموذج القياسي ، فيمكن للمرء أن يستنتج أنه كان يجب أن يكون الكون قد انهار على نفسه ولن يكون وجودنا اليوم ممكنًا.
دكتور براين غرين ، باحث في مجال نظرية الأوتار الفائقة ونظرية إم وآخرين مثل الدكتور ستيفين هوكينج ، سارع إلى القول بأن النموذج القياسي هو خطوة وسيطة نحو النظرية الموحدة الكبرى لكل شيء ، الكون. يمكن تفسير تناسق النموذج القياسي ، إلى نوع من أجهزة Rube Goldberg ، من خلال التراكم الثابت للملاحظات الأكثر حدة والمتنوعة على المقاييس الكونية والكمية.
تلقي المناقشات في اجتماع الجمعية الفلكية الملكية المزيد من الشكوك حول نظرية التضخم التي ظهرت قبل 90 يومًا فقط مدعومة بشكل جيد من قبل BICEP2 - وهي بيانات مستمدة من أحدث الإلكترونيات الرائعة حقًا التي طورتها وكالة ناسا والباحثون في معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا. تجارب ومحن هذه النظريات العظيمة لتفسير كل شيء يعود إلى الفترة التي سبقت عام معجزة آينشتاين عام 1905. كانت النظريات المجزأة التي تشرح بشكل منفصل قوى الطبيعة موجودة ولكن أيضًا تراكم بيانات المراقبة قد وصل إلى نقطة وميض.
واليوم ، فإن الملاحظات من BICEP2 و NASA و ESA والمراصد الفضائية العظيمة والأدوات الحساسة المدفونة بالأميال تحت الأرض وتجارب الكم الكمية المدروسة بعناية في المختبرات تجعل النموذج القياسي أكثر ضغطًا في شرح كل شيء ، وهو نفس النموذج المدعوم جيدًا باكتشاف Higg Boson لمدة عامين فقط منذ. يعترف علماء الكونيات بأنه قد لا يكون لدينا أبدًا نظرية كاملة ومثبتة لكل شيء ، نظرية أنيقة. ومع ذلك ، فإن التحديات على النموذج القياسي والتضخم ستشجع بالتأكيد المنظرين الأصغر على مضاعفة الجهود في العمل النظري الآخر.
لمزيد من القراءة:
بيان صحفي لـ RAS NAM: هل كان على هيجز بوسون أن تسبب في انهيار الكون؟
لقد اكتشفنا التضخم !: ماذا نفعل الآن؟
يشك علماء الكونيات في أدلة التضخم
هل نتائج BICEP2 غير صالحة؟ على الاغلب لا
