تقترح نظرية التضخم أن الكون قد خضع لفترة من التوسع الأسي مباشرة بعد الانفجار العظيم. أحد التنبؤات الرئيسية لنظرية التضخم هو وجود طيف معين من 'إشعاع الجاذبية' - تموجات في نسيج الزمكان يصعب بالفعل اكتشافها ولكن يُعتقد أنها موجودة. لكن فريقًا من الباحثين اكتشف الآن أنه يمكن إنتاج إشعاع الجاذبية بآلية أخرى غير التضخم. لذا ، إذا تم اكتشاف هذا النوع من الإشعاع في النهاية ، فلن يقدم الدليل القاطع على نظرية التضخم التي كان يُعتقد في السابق أنها مؤكدة.
قال عالم الفلك الشهير لورانس كراوس ، من جامعة كيس ويسترن ريزيرف: 'إذا رأينا خلفية موجية ثقالية بدائية ، فلا يمكننا أن نقول على وجه اليقين إنها ناتجة عن التضخم'.
تم اقتراح نظرية التضخم لأول مرة من قبل عالم الكونيات آلان جوث في عام 1981 كوسيلة لشرح بعض ميزات الكون التي حيرت علماء الفلك سابقًا ، مثل سبب اقتراب الكون من كونه مسطحًا ولماذا هو متجانس جدًا. اليوم ، لا يزال التضخم هو أفضل طريقة لفهم نظريًا العديد من جوانب الكون المبكر للانفجار العظيم ، لكن معظم تنبؤات النظرية غامضة إلى حد ما لدرجة أنه حتى لو لوحظت التنبؤات ، فمن المحتمل ألا تقدم توضيحًا- قطع تأكيد النظرية.
لكن إشعاع الجاذبية كان يعتبر أحد التنبؤات الرئيسية لنظرية التضخم ، واعتبر علماء الفيزياء اكتشاف هذا الطيف كدليل على أن التضخم قد حدث بالفعل ، منذ بلايين السنين.
إشعاع الجاذبية هو تنبؤ من نظرية النسبية العامة لأينشتاين. وفقًا للنظرية ، كلما تغيرت كميات كبيرة من الكتلة أو الطاقة ، فإنها تعطل الزمكان المحيط وتنبعث تموجات من المنطقة التي يحدث فيها هذا التحول. لم يتم اكتشاف هذه التموجات بسهولة ، ولكن هناك تجربة واحدة مصممة للبحث مباشرة عن هذا الإشعاع ، وهو مرصد الليزر لموجات الجاذبية بمقياس التداخل الليزري (LIGO) في ليفينغستون ، لويزيانا. مهمة بلانك القادمة ، المقرر إطلاقها في عام 2009 ، ستبحث عنها بشكل غير مباشر من خلال النظر إلى الخلفية الكونية الميكروية.
حتى الآن كان يُعتقد على نطاق واسع أن الكشف عن إشعاع الجاذبية في شكل ضوء مستقطب من CMB سيؤكد نظرية التضخم ، حيث كان يعتقد أن التضخم سيكون الطريقة الوحيدة التي يمكن أن ينتج عنها هذا الإشعاع. لكن كراوس وفريقه أثاروا مسألة ما إذا كان هذا الإشعاع يمكن ربطه بشكل واضح بالتضخم.
يقترح فريق كراوس أن ظاهرة تسمى 'كسر التناظر' يمكن أن تنتج أيضًا إشعاعًا ثقاليًا. يعد كسر التناظر جزءًا أساسيًا من فيزياء الجسيمات الأساسية ، حيث ينتقل النظام من كونه متماثلًا إلى حالة طاقة منخفضة غير متماثلة. تفسير كراوس هو أن 'المجال القياسي' (على غرار المجال الكهربائي أو المغناطيسي) يصبح محاذيًا مع توسع الكون. ولكن مع توسع الكون ، فإن كل منطقة يتم محاذاة الحقل عليها تتلامس مع مناطق أخرى حيث يكون للحقل محاذاة مختلفة. عندما يحدث ذلك ، يرتاح المجال إلى حالة حيث يتم محاذاته فوق المنطقة بأكملها وفي عملية الاسترخاء ، ينبعث منه إشعاع ثقالي.
كل هذا محير إلى حد ما ، ولكن النسخة المكثفة المحلاة هي أنه إذا تم اكتشاف إشعاع الجاذبية على الإطلاق ، فلن يتحقق هذا الحدث بالضرورة من نظرية التضخم. لذلك ، يبقى أن نرى ما إذا كان من الممكن تأكيد نظرية التضخم.
تم نشر بحث كراوس بعنوان 'الطيف الثابت تقريبًا لإشعاع الجاذبية من انتقالات المرحلة العالمية' في عدد أبريل 2008 فيزيكال ريفيو ليترز.
مصدر الأخبار الأصلي: بيان صحفي لجامعة كيس ويسترن ريزيرف