ハーバードとケンブリッジの科学者はビッグバンのインフレ理論を反証します

宇宙が生まれてから初期の瞬間に、すべてが変わりました。宇宙インフレとして知られるこの急速な拡大は、ビッグバンモデルの問題を解決するために理論化されました。なぜ宇宙がそんなに均一に見えるのか、そして銀河がそのように広がる理由を説明しています。しかし、その人気にもかかわらず、インフレには批評家がいます。一部の人は、柔軟性が高すぎて、しっかりした科学的な方法でテストすることができないと信じています。現在、2人の天体物理学者は、特定の信号が見つかった場合、宇宙のインフレは実際には除外される可能性があると主張しています。 Cosmic Gravitonバックグラウンド（CGB）と呼ばれるこの信号は、1兆分の1兆分の1兆分の1兆分に実際に起こったことの鍵を保持する可能性があります。時間の始まりへの窓宇宙インフレは、宇宙の進化における最も早い段階の一般的なシナリオです。 （クレジット：A。Ijjas、PJ Steinhardt、A。Loeb（Scientific American、2017年2月）） 「インフレは、いわゆるホットビッグバンモデルのさまざまな微調整の課題を説明するために理論化されました」とVagnozzi氏は述べています。 「それはまた、量子変動の結果として私たちの宇宙の構造の起源を説明しています。」しかし、彼は問題を指摘しています。インフレには非常に多くの可能なバージョンがあるため、テストするのが難しくなります。 1つのモデルが失敗した場合、別のモデルがその代わりになります。これにより、インフレ自体が本当に科学的であるか、または常にデータに適合するほど柔軟であるかどうかを言うのが難しいです。Loebは、「Planck衛星の結果が発表されたとき、彼らは宇宙のインフレの確認として支持されました。しかし、私たちの何人かは、結果が正反対を示しているかもしれないと主張しました。」プランク衛星からの2013年のリリースは、宇宙で最も古い光である宇宙マイクロ波の背景（CMB）をマッピングしました。これらのマップは、星が1億年前に1,40億年近くのように見えたものを示しています。星が形成される1億年前です。 CMBはしばしば宇宙の「赤ちゃんの絵」と呼ばれます。関連するストーリーなぜ宇宙のグラビトンの背景が重要なのか当時、宇宙は想像を絶するほど暑かった。グラビトンが分離して自由に移動し始めたら、宇宙重力子の背景と呼ばれる「遺物」放射を置き去りにしていたでしょう。 VagnozziとLoebによると、このCGBは、CMBよりも約0.9ケルビンの温度でのかすかな熱グローとして、今日でも存在するはずですが、それでも測定可能です。CGBが本物であり、それを検出できる場合、インフレに直接挑戦します。理論は、インフレ中の大規模な拡大は初期のグラビトンの背景を非常に希釈し、今では検出不能になるだろうと述べています。さまざまな検出器概念の感度に加えて、高周波GWのCGB確率的背景のひずみ。 （クレジット：天体物理学雑誌の手紙） 「以前に来たものを適切に理解しています [the Planck time] ローブは説明した。したがって、CGBが見つかった場合、それはインフレを脅かすだけでなく、数十年にわたって物理学者の夢である量子重力理論をテストするための扉を開くかもしれません。何が存在してはならないかを見つけるCGBを検出するのは簡単ではありません。それが残す信号には、高周波重力波が含まれ、約100 GHzピークに達します。 Ligoや乙女座のような現在の重力波検出器は、その範囲にさえ近づいていません。そのような波を検出するためのツールを構築するには、超伝導磁石とジャイロトロン技術の大きなブレークスルーが必要です。それでも、VagnozziとLoebは希望に満ちています。彼らは、次世代の宇宙論的プローブが宇宙の拡大の変化を測定することにより、CGBの間接的な兆候を検出できると主張しています。これは、CGBが初期のコスモスの総放射エネルギーに追加されるためです。近赤外の空全体のパノラマビューは、天の川を超えた銀河の分布を明らかにしています。この画像は、2MASS拡張ソースカタログ（XSC）（150万枚以上の銀河、およびポイントソースカタログ（PSC））から派生しています。 （クレジット：2mass_lss_chart-new_nasa.jpg：ipac/caltech、Thomas Jarrettによる） 研究者は、高周波重力波の直接的な検出のみが喫煙銃であると警告しています。しかし、間接的な証拠は道を指し示す可能性があります。最も古いアイデアの新しいテストインフレのアイデアは、宇宙論において長い間強い評判を享受してきました。ビッグバンモデルのいくつかのギャップを修正するために導入されました。また、単純なインフレモデルの多くの予測は、CMBと銀河の大規模な構造に見られるものと一致しています。しかし、すべてがきちんと並んでいるわけではありません。批評家は、インフレの柔軟性は、ほぼすべての観察セットに合うように成形できることを意味することを指摘しています。これは、それが本当に偽造されることができるかどうかについての質問につながりました。9年の電子レンジの空。 9年間のWMAPデータから作成された幼児宇宙の詳細で全面的な写真。この画像は、銀河になるために成長した種子に対応する137億7,700万年前の温度変動（色の違いとして表示）を明らかにしています。 （クレジット：NASA / WMAP ScienceチームWMAP＃121238画像キャプション9年のWMAPコスミック放射（2012）） だからこそ、CGBの検索はとてもエキサイティングです。明確なyes-or-noテストを提供します。 CGBが見つかった場合、CGBが正しいことはできません。少なくとも現在理解されている方法ではありません。この背後にある物理学は、インフレが宇宙をどのように伸ばすかに結びついています。それが発生した場合、宇宙のサイズを測定する「支配者」であるスケール係数は、指数関数的に成長するでしょう。これはCGBを冷やして希釈し、トレースが残りません。数学は、インフレ中の60回以上の「e倍」の拡張後、CGB温度がe⁻⁶⁰の係数によって抑制され、実質的に検出不能になることを示しています。そして、ほとんどのインフレモデルはさらに多くのe倍を予測し、絞りを引き締めます。一部の科学者は、e倍が少ない不完全なインフレシナリオを提案していますが、それらは他の問題に直面しています。たとえば、彼らは空間曲率の正確な測定値と一致するのに苦労しています。別の脱出ハッチ - 宇宙をインフレ後に超高温にすることで、トラブルに遭遇します。ほとんどの理論は、再加熱がプランクスケールを超えることを許可しておらず、観察はそれが起こらなかったことを示唆しています。これはすべて、明確な結論に戻ります。CGBが存在して発見された場合、現在の形のインフレは発生しませんでした。レリックグラビトンの宇宙の背景は、絶対正規化が欠けていると仮定して示されています。膨張後のエポックの順圧指数はWT = 0.6です。 （クレジット：研究門） 次に何が来るのですか？CGBを検出することは、インフレを排除するだけでなく、物理学で最も重要な発見の1つです。科学者は宇宙を研究することができるでしょう。なぜなら、それは2兆分の1兆分の1兆分の1兆分の1人でした。また、量子重力に関するアイデアをテストするための新しいツールを提供し、おそらく宇宙が強打から始まったかどうか、またはLoebなどが提案したようにバウンスで始まったかどうかを示すことさえあります。課題は膨大ですが、潜在的な見返りは宇宙です。 #ハーバードとケンブリッジの科学者はビッグバンのインフレ理論を反証します