Pildikrediit: Hubble
Suure Paugu uurivad teadlased väidavad, et on võimalik, et keelte teooriat saab ühel päeval katsetada Suure Paugu järeltugevuse mõõtmise teel.
Yale'i ülikooli füüsika abiprofessor Richard Easther arutab võimalust kolmapäeval, 12. mail Stanfordi ülikoolis toimuval kohtumisel pealkirjaga „Einsteinist kaugemale: suurest paugust mustadesse aukudesse“. Eastheri kolleegid on Brian Greene Columbia ülikoolist, William Kinney Buffalo ülikoolist, SUNY, Hiranya Peiris Princetoni ülikoolist ja Gary Shiu Wisconsini ülikoolist.
Keelteooria püüab ühendada suure (gravitatsiooni) ja väikese (aatomi) füüsikat. Neid kirjeldavad nüüd kaks teooriat, üldrelatiivsus ja kvantteooria, mis mõlemad on tõenäoliselt puudulikud.
Kriitikud on keelteteooria põlganud kui “filosoofiat”, mida ei saa testida. Eastheri ja tema kolleegide tulemused viitavad aga sellele, et keelte teooriat toetavaid vaatlusaluseid tõendeid võib leida kosmilise mikrolaine fooni (CMB) hoolikal mõõtmisel - esimene tuli, mis ilmnes pärast Suurt Pauku.
"Suure paugu ajal, mis on universumi ajaloo kõige võimsam sündmus, näeme energiat, mis on vajalik keelteooria peente märkide paljastamiseks," ütles Easther.
Keelteooria ilmutab end ainult väga väikeste vahemaade ja suurte energiatega. Plancki skaala mõõtmed on 10-35 meetrit, mis on teoreetiliselt lühim vahemaa, mida saab määratleda. Võrdluseks - pisike vesinikuaatom, mille läbimõõt on 10–10 meetrit, on kümme triljonit triljonit korda lai. Samamoodi genereerivad suurimad osakeste kiirendid alaaatomiliste osakeste kokkupõrkel 1015 elektronvolti energiat. See energiatase võib paljastada kvantteooria füüsika, kuid on siiski umbes triljon korda madalam kui stringiteooria testimiseks vajalik energia.
Teadlaste sõnul ühendasid Universumi põhijõud - gravitatsioon (määratletud üldrelatiivsusega), elektromagnetism, “nõrgad” radioaktiivsed jõud ja “tugevad” tuumajõud (kõik määratletud kvantteooriaga) - Suure suure energiaga välgus Bang, kui kogu mateeria ja energia olid piiratud aatomi skaalal. Ehkki Suur Pauk leidis aset peaaegu 14 miljardit aastat tagasi, oli selle järelhõõglamp, kuid CMB tekitab endiselt kogu universumi ja sisaldab kivistunud andmeid esimeste ajahetkede kohta.
Wilkinsoni mikrolaine anisotroopiaproov (WMAP) uurib CMB-d ja tuvastab selles suures osas ühtlases kiirguses peensuste temperatuuride erinevused, hõõgudes ainult 2,73 kraadi Celsiuse järgi absoluutsest nullist kõrgemal. Ühtlus on "inflatsiooni" tõend, periood, mil Universumi paisumine kiirenes kiiresti, umbes 10-33 sekundit pärast Suurt Pauku. Inflatsiooni ajal kasvas Universum aatomi skaalast kosmiliseks skaalaks, suurendades selle suurust saja triljoni triljoni korra võrra. Inflatsiooni juhtinud energiaväli, nagu kõik kvantväljad, sisaldas kõikumisi. Need kõikumised, mis on ühendatud kosmilise mikrolaine taustaga nagu lained külmunud tiigil, võivad sisaldada tõestusi keelte teooria kohta.
Easther ja tema kolleegid võrdlesid vahetult pärast suurt pauku toimunud kiire kosmilist laienemist foto suurendamisega, et paljastada üksikud pikslid. Kui füüsika tegi Plancki skaala järgi 10–35 meetri läbimõõduga “pulsatsiooni”, siis tänu Universumi laienemisele võib kõikumine nüüd ulatuda paljude valgusaastateni.
Easther rõhutas, et on pikk mõte, et keelte teooria võib jätta mõõdetava mõju mikrolaine foonile, muutes peenelt kuumade ja külmade punktide mustrit. Keelteooriat on aga eksperimentaalselt nii raske testida, et iga võimalus on proovimist väärt. WMAP-i pärijad, nagu CMBPol ja Euroopa missioon Planck, mõõdavad CMB-d enneolematu täpsusega.
Stringteooriast tulenevad CMB muudatused võivad kosmilise mikrolaine fooni temperatuuride erinevuste standardprognoosist erineda koguni 1%. Väikese kõrvalekalde leidmine domineerivast teooriast ei ole siiski pretsedendita. Näiteks elavhõbeda mõõdetud orbiit erines umbes seitsekümmend miili aastas sellest, mida ennustas Isaac Newtoni gravitatsiooniseadus. Üldrelatiivsus, Albert Einsteini gravitatsiooniseadus, võiks selgitada lahknevust, mille tekitas kosmose aegne lõime Päikese raskusjõust kiirendades Merkuuri orbiidil.
Lisateavet kohtumise “Beyond Einstein” kohta leiate veebisaidilt http://www-conf.slac.stanford.edu/einstein/.
Algne allikas: Yale'i ülikooli pressiteade
