Sebuah tim ahli astrofisika di Harvard-Smithsonian Center baru-baru ini mengamati apa yang mungkin menjadi petunjuk langsung pertama bagi teori Big Bang - bahwa alam semesta telah berubah dari singularitas 13, 7 miliar tahun lalu menjadi massa yang tersebar luas saat ini. Ekspansi konstan.

Selama survei yang dilakukan antara 2010 dan 2012, teleskop radio BICEP2 mendeteksi kilasan pertama gelombang gravitasi. Ini adalah fenomena yang awalnya diprediksi oleh Albert Einstein dalam Theory of Relativity - yang menyatakan bahwa gravitasi akan merupakan distorsi ruang yang disebabkan oleh benda-benda besar - dan hanya akan terjadi dalam peristiwa bencana seperti perpaduan Dua lubang hitam.

Deteksi gelombang gravitasi memperkuat teori ekspansi awal dari Universe Image Sumber: Reproduksi / Wikimedia Commons

Gelombang itu akan berasal dari seper triliun dari sedetik per detik ketika alam semesta mengalami awal ekspansi yang diprediksi oleh pendukung Big Bang - yang berfungsi, kata para ilmuwan, sebagai bukti pergerakan awal ini.

Bahkan, Einstein sendiri menggambarkan model itu tidak dapat diamati. Bukti dalam praktiknya, selain memperkuat teori Big Bang, juga harus mengubah dan / atau secara mendalam mengkonsolidasikan beberapa paradigma ilmiah saat ini. Ada baiknya melihat ini lebih dekat.

Stasiun Amundsen - Scott South Pole, tempat teleskop radio BICEP2 berada Sumber gambar : Reproduksi / Harvard

Dalam hal dampak, acara tersebut telah dibandingkan dengan verifikasi boson Higgs (diadakan pada 2012 di CERN).

Tautan antara Einstein dan Newton

Menurut Teori Relativitas Einstein, setiap benda besar menyebabkan distorsi yang nyata dalam ruang yang sangat erat - yang diregangkan atau diperas sesuai dengan dimensinya (lihat gambar di bawah). Bagi ahli fisika, ini akan menjadi definisi gaya kontroversial yang dikenal sebagai "gravitasi."

"Ruang lengkung" yang diusulkan oleh Einstein. Gravitasi akan menjadi distorsi spasial. Sumber gambar: Reproduksi / Wikimedia Commons

Namun, tidak seperti kekuatan fundamental lain dari fisika kuantum - elektromagnetisme, gaya nuklir kuat, dan gaya nuklir lemah - gravitasi, hingga penemuan tim Pusat Harvard-Smithsonian, gelombang gravitasi tidak pernah lepas dari batas model teoretis.

Radiasi Latar Belakang Kosmik

Meskipun terus merambat melalui kosmos, gelombang gravitasi akhirnya menjadi sangat lemah, yang menghalangi deteksi mereka dengan, katakanlah, cara konvensional. Di situlah teleskop radio BICEP2 masuk.

"Jejak" yang ditinggalkan oleh gelombang gravitasi purba pada partikel elementer Sumber Gambar: Reproduksi / Harvard

Dengan bekerja berdasarkan deteksi gelombang radio, perangkat ini mampu memindai apa yang disebut Radiasi Latar Belakang Kosmik. Secara khusus, tim Pusat Harvard-Smithsonian mencari petunjuk dari B-Mode Polarisasi - standar RCF yang hanya dapat dihasilkan oleh residu gelombang gravitasi, mewakili semacam "jejak" yang ditinggalkan oleh gelombang partikel fundamental tersebut (lihat gambar di atas) .

Gelombang gravitasi terdeteksi setelah pemeriksaan data BICEP2 secara mikroskopis Sumber: Reproduksi / Wikimedia Commons

Pengesahan ilmiah

Meskipun penemuan ini masih harus diteliti oleh komunitas ilmiah, konsensus umum telah cukup menguntungkan. Faktanya, ini adalah bukti bahwa seseorang telah berpindah dari “tidak ada” ke organisasi kosmologis saat ini melalui peristiwa bencana yang dikenal sebagai Big Bang sekitar 14 miliar tahun yang lalu.

Konsep artistik membawa ekspansi dilancarkan oleh Big Bang selama bertahun-tahun. Sumber gambar: Reproduksi / Wikimedia Commons

Dengan kata lain, itu akan menjadi bukti definitif bahwa struktur alam semesta - termasuk apa yang Anda lihat, apa yang Anda ketahui, dan segala hal lain yang dapat terjadi - diputuskan dalam aliran gravitasi kecil yang terjadi pada seper satu triliun dari satu triliun detik. kosmos muncul. Jika penemuan itu membuktikan dirinya, yang tersisa adalah menunggu perkembangannya.

FAQ: Lagi pula, apa sebenarnya yang sudah terbukti?

Dihadapkan dengan penemuan Harvard-Smithsonian Center, penulis Luis Fernando Verissimo mungkin akan bertanya, "Apa hubungannya ini dengan latte saya?" Bahkan, untuk kepala yang belum tahu, mungkin sedikit sulit untuk memahami dimensi deteksi BotelP2 radiotelescope, kan?

Gelombang gravitasi diprediksi oleh Einstein, yang menggambarkannya sebagai mustahil untuk dideteksi. Sumber gambar: Reproduksi / Wikimedia Commons

Namun, ada kemungkinan bahwa ringkasan singkat dari topik Alam akan membantu, katakanlah, “perbaiki” latte Anda sedikit lebih banyak - baik dalam hal definisi dan implikasi yang mungkin terjadi. Lihat di bawah ini:

• Albert Einstein meramalkan "gelombang gravitasi" hampir 100 tahun yang lalu. Namun, perhitungannya mengungkapkan bahwa itu sangat sangat lemah sehingga fisikawan percaya bahwa tidak akan mungkin untuk membuktikan keberadaannya. Dengan demikian, data yang dikumpulkan oleh BICEP2, sampai saat ini, adalah bukti yang paling meyakinkan - melalui deteksi langsung - bahwa gelombang gravitasi memang ada;
• Gelombang gravitasi adalah konfirmasi dari sebuah teori yang harus secara mendalam mengubah citra kosmologis yang dibangun oleh standar ilmiah klasik. Teori ini, yang disebut "Inflasi Kosmik, " menyatakan bahwa pada saat-saat awal keberadaannya, alam semesta mengalami periode ekspansi singkat (oleh karena itu, Big Bang sendiri);
• Selama Inflasi Kosmik, suhu alam semesta - dan karenanya tingkat energi yang dicapai oleh partikel-partikel elementernya - adalah triliun kali lebih tinggi daripada yang dapat dihasilkan di laboratorium mana pun, bahkan akselerator partikel Large Hadron Collider CERN;
• Menimbang bahwa Cosmic Inflation adalah fenomena kuantum dan gelombang gravitasi adalah bagian dari fisika klasik, pembentukan gelombang gravitasi berfungsi sebagai penghubung antara keduanya (seperti yang terlihat di atas) dan mungkin menjadi bukti pertama bahwa gravitasi memiliki sifat kuantum serta kekuatan alam lainnya;
• Inflasi kosmik bukan satu-satunya fenomena yang mampu menghasilkan gelombang gravitasi. Faktanya, setiap benda dengan jumlah massa yang relatif tinggi, jika mengalami akselerasi besar, dapat menghasilkannya. Saat ini, banyak observatorium di seluruh dunia sedang berusaha menemukan gelombang gravitasi dari peristiwa bencana seperti penggabungan dua lubang hitam menjadi satu; dan
• BICEP2 terletak di Antartika, di Stasiun Kutub Selatan Amundsen - Scott, pada ketinggian lebih dari 2.800 meter di atas permukaan laut. Jadi ada atmosfer yang agak tipis dengan udara kering (air biasanya menghalangi gelombang mikro). Karena terletak di tempat yang hampir tidak berpenghuni, observatorium juga tidak mengalami gangguan telepon seluler, sinyal TV atau peralatan elektronik lainnya.