الطريقة الوحيدة لمعرفة كيف كان الكون في لحظة الانفجار العظيم تتطلب تحليل موجات الجاذبية التي نشأت عندما بدأ الكون. إن عدم اكتشاف الموجات يوفر قيودًا حول الظروف الأولية للكون ، ويضيق مجال المكان الذي نحتاج فيه بالفعل إلى البحث للعثور عليه.
مثلما أنتجت الخلفية الكونية للميكروويف ، يُعتقد أن الانفجار الكبير خلق فيضًا من موجات الجاذبية - تموجات في نسيج المكان والزمان. من فهمنا الحالي ، فإن موجات الجاذبية هي الشكل الوحيد المعروف للمعلومات التي يمكن أن تصل إلينا غير مشوهة منذ بدايات الكون. سيتم ملاحظتها على أنها "عشوائية" أو خلفية عشوائية ، وستحمل معها معلومات حول أصولها العنيفة وعن طبيعة الجاذبية التي لا يمكن الحصول عليها بواسطة الأدوات الفلكية التقليدية. توقع ألبرت أينشتاين وجود الأمواج في عام 1916 في نظريته النسبية العامة.
يُظهر تحليل البيانات المأخوذة على مدى عامين ، من 2005 إلى 2007 ، أن الخلفية العشوائية لموجات الجاذبية لم يتم اكتشافها بعد. لكن عدم اكتشاف الخلفية ، الموصوف في ورقة جديدة في 20 أغسطس الطبيعة ، يقدم علامته التجارية الخاصة من البصيرة في تاريخ الكون الأقدم.
قال فوك مانديتش ، الأستاذ المساعد في جامعة مينيسوتا ورئيس المجموعة التي قامت بتنفيذ تحليل. "نحن نعرف الآن المزيد عن المعلمات التي تصف تطور الكون عندما كان عمره أقل من دقيقة واحدة."
وفقًا لماندك ، فإن النتائج الجديدة تقيد نماذج الأوتار الكونية ، والأجسام التي يُقترح تركها منذ بداية الكون وتمتدد بعد ذلك إلى أطوال هائلة بسبب توسع الكون ؛ يمكن لبعض الخيوط ، كما يقول بعض علماء الكونيات ، تشكيل حلقات تنتج موجات جاذبية لأنها تتأرجح وتتحلل وتختفي في النهاية.
قال مانديك "نظرًا لأننا لم نلاحظ الخلفية العشوائية ، فقد تم استبعاد بعض نماذج الكون المبكرة التي تتنبأ بخلفية عشوائية كبيرة نسبيًا". "في حالة وجود أوتار أو سلاسل فلكية ، يجب أن تتوافق خصائصها مع القياسات التي قمنا بها - أي أن خصائصها ، مثل توتر السلسلة ، تكون أكثر تقييدًا من ذي قبل".
هذا مثير للاهتمام ، كما يقول ، "لأن هذه السلاسل يمكن أن تسمى أيضًا سلاسل أساسية ، تظهر في نماذج نظرية الأوتار. لذا فإن قياسنا يوفر أيضًا طريقة لفحص نماذج نظرية الأوتار ، وهي نادرة جدًا اليوم. "
استخدم التحليل البيانات التي تم جمعها من مقاييس التداخل LIGO في Hanford ، Wash ، و Livingston ، La. يستخدم كل مقياس من مقاييس التداخل على شكل حرف L انقسامًا في الليزر إلى شعاعين يسيران ذهابًا وإيابًا لأذرع مقياس التداخل الطويلة. يتم استخدام العوارضين لرصد الفرق بين أطوال ذراع مقياس التداخل.
ستبدأ المرحلة التالية من المشروع ، المسماة Advanced LIGO ، على الإنترنت في عام 2014 ، وستكون أكثر حساسية بعشر مرات من الأداة الحالية. سيسمح للعلماء باكتشاف الأحداث الكارثية مثل تصادم الثقب الأسود والنجم النيوتروني على مسافات أكبر بعشر مرات.
ورقة الطبيعة بعنوان "الحد الأعلى على اتساع خلفية الموجة العشوائية الموجية الكونية".
المصدر: EurekAlert
