Ostatnie dane z satelity Plancka nie ujawniły żadnych fal grawitacyjnych osadzonych w kosmicznym mikrofalowym tle - oryginalnego „echa” Wielkiego Wybuchu, które miało miejsce około 14 miliardów lat temu.
Wynik ten przeczy niesławnemu raportowi BICEP2 o wykrywaniu fal grawitacyjnych w marcu ubiegłego roku - ale to nie koniec fal grawitacyjnych ani teoria inflacji. W rzeczywistości spodziewamy się zintensyfikować poszukiwania fal grawitacyjnych w nadchodzących miesiącach lub latach.
Planck Space Telescope
Po opublikowaniu szczegółów obserwacji Plancka w tym tygodniu, Discovery News mogło porozmawiać z kosmologiem Kendrickiem Smithem z Perimeter Institute for Theoretical Physics w Ontario w Kanadzie, aby dowiedzieć się, w jaki sposób dane Plancka wywarły wpływ i jak wpłynie to na nasze pragnienie co się stało, kiedy narodził się wszechświat.
Przypomnijmy w marcu 2014 r., Naukowcy używający teleskopu BICEP2 wydali bardzo głośne stwierdzenie, że znaleźli ślad fal grawitacyjnych w najstarszym promieniowaniu obserwowanym w odległym Wszechświecie - kosmicznym tle mikrofalowym lub po prostu promieniowaniu reliktowym. To promieniowanie jest pozostałością po Wielkim Wybuchu i dlatego pochodzi z genezy naszego Wszechświata.
Badając promieniowanie reliktowe, kosmolodzy poszukują kapsuły czasu kosmicznego - cechy uchwyconej w tym promieniowaniu, która powstała po Wielkim Wybuchu, a zatem jego struktura może nam wiele powiedzieć. „Jak narodził się wszechświat, jest jednym z największych pytań, na które kosmolodzy próbują odpowiedzieć” - powiedział Smith. „Istnieje kilka różnych teorii na temat tego, co wydarzyło się krótko po Wielkim Wybuchu… Ale problem polega na tym, że nie mamy na ten temat ani jednej teorii. Mamy ich kilka!”
Chociaż Smith nie jest bezpośrednio zaangażowany we wspólną publikację BICEP2 / Planck w tym tygodniu, jest członkiem międzynarodowej współpracy Plancka.
Jedna z teorii głosi, że Wszechświat zaczął się gwałtownie rozszerzać natychmiast po Wielkim Wybuchu, a jednym z możliwych sposobów potwierdzenia tego okresu inflacji jest wykrycie fal grawitacyjnych wychwyconych w promieniowaniu reliktowym.
Wstępna mapa Wszechświata, wykonana przez Kosmiczny Teleskop Planck
Specjalistyczny teleskop BICEP2, umieszczony na biegunie południowym, jest specjalnie zaprojektowany do poszukiwania polaryzacji w starożytnym promieniowaniu reliktowym, zwanym również „trybem polaryzacji B”. Jeśli zostanie wykryty tryb B, będzie to znak, że istnieją fale grawitacyjne, potwierdzając tym samym niektóre inflacyjne teorie Wszechświata.
„Gdy fale grawitacyjne zostaną wykryte w kosmicznym mikrofalowym tle, możemy zawęzić fizykę Wielkiego Wybuchu” - powiedział Smith.
Specjalistyczny teleskop BICEP2, zlokalizowany na biegunie południowym I to właśnie pomyślał zespół, kiedy znaleźli coś na małym skrawku nieba. Był bardzo silny sygnał w trybie B, który nie mógł (w tym czasie) być wyjaśniony przez jakiekolwiek inne zjawiska.
„W początkowym wyniku BICEP2 zauważyli, że polaryzacja w trybie B CMB była na poziomie, który w przybliżeniu odpowiadał wielkości sygnału fali grawitacyjnej, który byłby zgodny z naszymi obserwacjami” - dodał Smith.
Jednak naukowcy z BICEP2 nie docenili wpływu namagnesowanego pyłu wypełniającego naszą galaktykę.
Obserwując jakiekolwiek promieniowanie zlokalizowane poza Drogą Mleczną, musimy spojrzeć przez cienką chmurę pyłu międzygwiezdnego i tak się składa, że pył ten może również generować tryb spolaryzowanego promieniowania B. Aby zrekompensować to zjawisko, Europejski Kosmiczny Teleskop Planck, który jest wrażliwy na fale grawitacyjne i pył kosmiczny, zaczął tworzyć magnetyczną mapę odcisku pyłu galaktycznego. Misja Planck została ukończona w 2013 r., Ale jej ogromna baza danych jest nadal przetwarzana i interpretowana.
W marcu ubiegłego roku zespół BICEP2 miał dostęp tylko do wstępnej bazy danych Plancka i dlatego doszli do wniosku, że w polu widzenia BICEP2 wpływ pyłu galaktycznego był minimalny i wykryli promieniowanie reliktowe w trybie sygnału B.
„Myśleli, że powinny to być fale grawitacyjne, a nie pył, oparte na serii analiz statycznych, które uzyskano głównie na podstawie przybliżonych emisji pyłu w naszej galaktyce” - powiedział Smith. Chociaż nikt w kosmologicznej społeczności nie kwestionował faktu, że zespół BICEP2 faktycznie odkrył tryb polaryzacji B, twierdzili, że zbyt mało wiadomo o pyłach galaktycznych i ich wpływie.
Końcowa mapa wszechświata
Tak więc w tym tygodniu wspólny zespół naukowców Planck i BICEP2 powiedział, że nie znaleźli śladów fal grawitacyjnych w danych BICEP2. Innymi słowy, źródłem trybu polaryzacji B, który pierwotnie został wykryty przez BICEP2, jest pył, a nie fale grawitacyjne.
Więc co teraz? Chociaż ogłoszenie w marcu było przedwczesne, poszukiwania fal grawitacyjnych wciąż trwają. Kosmologowie są teraz uzbrojeni w obszerną mapę pyłową naszej galaktyki. Smith ma nadzieję, że w ciągu następnych 5 lat rozległe obserwacje wieloczęstotliwościowe pomogą wykryć nieuchwytny tryb polaryzacji B generowany przez fale grawitacyjne.
