„Priroda nije morala biti tako ljubazna (prema nama naučnicima), a teorija nije morala biti ispravna“ – ovo je po objavljivanju spektakularnog otkrića izjavio Alan Gut, pionir teorije o širenju kosmosa, na osnovu koje su tokom proteklih decenija pokrenuta brojna istraživanja. Otkrića u astronomskom posmatranju elementarnih čestica rezultirala je u prošlosti fascinantnim rezultatima, da bi juče bila krunisana objavom o čvrstom dokazu da se kosmos širi, nastavši na način predviđen Gutovom teorijom.
Istraživači tvrde da imaju ‘izuzetne’ nove dokaze koji podržavaju teoriju Velikog Praska o nastanku univerzuma. Merenja su obavljena opremom sa teleskopa na Južnom polu, instrumentom BICEP2. Oni koji su radili na ovom projektu veruju da su pronašli signal nastalom na nebu usled super-brzog širenja prostora, koje mora da se dogodilo samo delić sekunde nakon što je sve nastalo.
Dokaz poprima oblik specifične, prepoznatljive zavojnice u najstarijoj „teksturi“ svetla ikada detektovanoj teleskopima sa Zemlje. Rad će biti pažljivo proveren, mada se već govori o Nobelu. Tim sa Harvard-Smitsonijana koji je sprovodio ova istraživanja, kao i najveći broj fizičara, već tvrde da je ovo ključno otkriće u fizici, koje će uveliko pomoći u razjašnjavanju predstave nastanka i strukture kosmosa.
„Ovo je spektakularno“, prokomentarisao je prof. Mark Kamionkovski sa Univerziteta Džons Hopkins. „Video sam istraživanje, argumenti su ubedljivi, a naučnici uključeni u projekat spadaju među najpažljivije i najkonzervativnije ljude koje znam“, rekao je on za BBC. Ovaj veliki naučni proboj najavljen je od strane američkog tima, koji radi na projektu poznatom kao BICEP2. Oni su u posmatranju svemira koristili teleskop smešten na Južnom polu, detaljno posmatrajući samo malo parče neba.
Cilj je bio pokušati da se pronađe preostali marker za „inflaciju“ – širenje kosmosa – ova je pretraga zasnovane na ideji da je kosmos doživeo eksponencijalni rast, sadržan u svom prvom trilionitom delu trilionitog dela trilionke jedne sekunde.
[Gravitacioni talasi nastali širenjem kosmosa ostavljaju jedinstveni „otisak’ zavojnice u kosmičkom mikrotalasnom pozadinskom zračenju (CMB). foto: BBC, BICEP2]
BICEP2, podaci
Gravitacioni talasi, proizišli iz prvih trenutaka početaka vremena, ustanovili su poseban ‘zaokretni obrazac’ koji se uklapa u Teoriju polarizacije kosmičkog mikrotalasnog pozadinskog zračenja (CMB, Cosmic Microwave Background Polarization). Po ovoj teoriji, univerzum je nastao iz ‘nečega’ veoma malog, u rasponu od nezamislivo sićušnog do veličine klikera. Tada je nastao nama poznati „prostor“, koji se od tog trenutka do danas neprekidno širi – već 14 milijardi godina.
Širenje svemira je kao ideja prvi put predložena ranih 1980-ih, ne bi li objasnila neke aspekte teorije o Velikom Prasku koja se pojavila sa matematičkom računicom koja nije bila sasvim dovoljna. Jedno od pitanja bilo je: zašto daleka svemirska prostranstva izgledaju rasprostranjeno isto na svim stranama neba? Spasonosna tvrdnja glasila je: veoma brza rana ekspanzija svemira mogla je „poravnati“ svaku „neravninu“ prostora.
Širenje svemira jednim početnim, „velikim praskom“ išlo je uz još jedno vrlo specifično predviđanje – da će biti povezano sa talasima gravitacione energije, kao i da bi ovi talasi u tkanju prostora trebalo da ostave neizbrisiv trag na najstarije svetlo na nebu – čuvenu kosmičku mikrotalasnu pozadinu (već svima dobro poznati „sneg“ na ekranima televizora jeste, zapravo, slika kosmičkog pozadinskog zračenja).
Tim BICEP2 projekta kaže da je sada identifikovala taj signal. Naučnici ga zovu ‘B-mod polarizacija’. Ovaj signal ima karakterističan „zaokret“ ili zavojnicu u više pravaca, svojstven CMB-u. Jedino su gravitacioni talasi ti koji su se nakon velikog praska mogli kretati kroz svemir a da proizvedu ovakav marker. Ovo je pravi „krunski dokaz „.
„Otkrivanje ovog signala je jedan od najvažnijih ciljeva u kosmologiji danas, a to fascinantno otkriće rezultat je dugogodišnjeg rada mnogih istraživača“, rekao je profesor Džon Kovač iz Harvard- Smitsonijan centra za astrofiziku i lider kooperacionog BICEP2 projekta. „Ovo je neposredna slika gravitacionih talasa rasprostrtih preko čitavog neba, koji nam pokazuju kakav je kosmos bio u trenutku svog nastanka“, dodao je on.
Ustanovljeni signal je, po izveštaju, dosta jači nego što su se mnogi naučnici usudili da prognoziraju. Ovo uveliko pojednostavljuje stvari, kažu stručnjaci. To znači da oni egzotičniji modeli funkcionisanja kosmičkog širenja više nisu održivi.
Rezultati takođe ograničavaju energiju uključenu u ovaj proces – na 10.000 triliona gigaelektronvolti. Ovo je u skladu sa idejama za ono što se naziva Velika Ujedinjujuća teorija, ‘carstvo’ u kojem fizičari čestica veruju da mogu uvezati – ujediniti – tri od četiri osnovne sile u prirodi.
Međutim, povezivanje gravitacionih talasa sa početka vremena i svemira, kada su kvantni efekti bili toliko dominantni, doprinelo je učvršćivanju naučnih prognoza da će jednog dana biti moguće „uhvatiti“ i četvrtu osnovnu fizičku sili koja vlada univerzumom – samu gravitaciju – i uvezati je u Teoriju Svega.
Senzacionalna priroda ovog otkrića nalaže da se podaci sa BICEP2 instrumenta podvrgnu intenzivnoj i detaljnoj proveri.
Moguće je i da je CMB svetlost interagovala s kosmičkom prašinom u našoj galaksiji pa je, na taj način, proizvela sličan efekat. Ipak, BICEP2 grupa kaže da je pažljivo proverila svoje podatke nastale u protekle tri godine, i da, na osnovu njih, isključuje takvu mogućnost .
Drugi eksperimenti će sada će pokušati da ove nalaze ponove. Ako i oni budu uspešni, onda je, izgleda, onda je ovogodišnja Nobelova nagrada u oblasti istraživanja već osigurana.
Ko bi od naučnika iz BICEP 2 tima primio Nobela – još je teško reći, mada u tome prednjače isti oni koji su prvi i formulisali teoriju širenja univerzuma.
„Ne mogu vam opisati koliko smo svi uzbuđeni“, rekao je dr Džo Dankli, koji je dugo očekivani B – mod signal tražio preko evropskog svemirskog teleskopa Plank.
„Širenje kosmosa zvuči kao suluda ideja, ali ovo sve što danas vidimo – galaksije, zvezde, planete – napravilo je svoj „otisak“ u tom prvom trenutku, za manje od trilionitog dela sekunde. Ukoliko se ovi podaci potvrde kao verodostojni – svemir je ogroman.“
Džonatan Ejmos, redakcija BBC Science