Credit imagine: Hubble
Oamenii de știință care studiază Big Bang-ul spun că este posibil ca o teorie a corzilor să poată fi testată experimental într-o zi prin măsurători ale târgului Big Bang.
Richard Easther, profesor asistent de fizică la Universitatea Yale va discuta despre posibilitatea unei întâlniri la Universitatea Stanford, miercuri, 12 mai, intitulată „Dincolo de Einstein: De la Big Bang la Gurile Negre.” Colegii din Easther sunt Brian Greene de la Universitatea Columbia, William Kinney de la Universitatea din Buffalo, SUNY, Hiranya Peiris de la Princeton University și Gary Shiu de la Universitatea din Wisconsin.
Teoria șirurilor încearcă să unifice fizica marelui (gravitației) și micului (atomului). Acestea sunt acum descrise de două teorii, relativitatea generală și teoria cuantică, ambele fiind probabil incomplete.
Criticii au disprețuit teoria șirurilor ca o „filozofie” care nu poate fi testată. Cu toate acestea, rezultatele lui Easther și ale colegilor săi sugerează că probele observaționale care susțin teoria șirurilor pot fi găsite în măsurători atente ale fundalului cu microunde cosmice (CMB), prima lumină apărută după Big Bang.
„În Big Bang, cel mai puternic eveniment din istoria Universului, vedem energiile necesare pentru a dezvălui semnele subtile ale teoriei corzilor”, a spus Easther.
Teoria șirurilor se dezvăluie doar pe distanțe mici extreme și la energii mari. Scara Planck măsoară 10-35 metri, cea mai scurtă distanță teoretică ce poate fi definită. În comparație, un atom de hidrogen minuscul, cu 10-10 metri de lungime, este de zece trilioane de miliarde de ori mai lat. În mod similar, cele mai mari acceleratoare de particule generează energii de 1015 electroni volți prin coliziunea particulelor sub-atomice. Acest nivel de energie poate dezvălui fizica teoriei cuantice, dar este încă aproximativ un trilion de ori mai mic decât energia necesară testării teoriei corzilor.
Oamenii de știință spun că forțele fundamentale ale Universului - gravitația (definită de relativitatea generală), electromagnetismul, forțele radioactive „slabe” și forțele nucleare „puternice” (toate definite de teoria cuantică) - au fost unite în fulgerul de mare energie al Marelui Bang, când toată materia și energia era limitată într-o scară sub-atomică. Cu toate că Big Bang-ul a avut loc cu aproape 14 miliarde de ani în urmă, ulterior, CMB, încă acoperă întregul univers și conține o înregistrare fosilizată din primele momente ale timpului.
Sonda Wilkinson Microwave Anisotropy (WMAP) studiază CMB și detectează diferențe subtile de temperatură, în cadrul acestei radiații în mare măsură uniforme, strălucind la doar 2,73 grade Celsius peste zero absolut. Uniformitatea este o dovadă a „inflației”, o perioadă în care expansiunea Universului a accelerat rapid, în jurul a 10-33 de secunde după Big Bang. În timpul inflației, Universul a crescut de la o scară atomică la o scară cosmică, mărind dimensiunea sa de o sută de trilioane de ori. Câmpul energetic care a condus la inflație, la fel ca toate câmpurile cuantice, a conținut fluctuații. Aceste fluctuații, blocate în fundalul microundelor cosmice ca valurile de pe un iaz înghețat, pot conține dovezi pentru teoria șirurilor.
Easther și colegii săi compară expansiunea cosmică rapidă care a avut loc imediat după Big Bang cu extinderea unei fotografii pentru a dezvălui pixeli individuali. În timp ce fizica la scara Planck a făcut o „ondulare” de 10-35 de metri, mulțumită expansiunii Universului, fluctuația ar putea să dureze mulți ani-lumină.
Easther a subliniat că este o abordare îndelungată că teoria coardelor ar putea lăsa efecte măsurabile pe fundalul microundelor prin schimbarea subtilă a modelului punctelor fierbinți și reci. Cu toate acestea, teoria șirurilor este atât de greu de testat experimental încât orice șansă merită încercată. Succesorii WMAP, cum ar fi CMBPol și misiunea europeană, Planck, vor măsura CMB cu o precizie fără precedent.
Modificările CMB care rezultă din teoria șirurilor ar putea devia de la 1% la predicția standard pentru diferențele de temperatură din fundalul microundelor cosmice. Totuși, găsirea unei mici abateri de la o teorie dominantă nu este fără precedent. Ca exemplu, orbita măsurată a Mercurului era diferită de cea prevăzută de legea gravitației lui Isaac Newton cu aproximativ șaptezeci de mile pe an. Relativitatea generală, legea gravitației lui Albert Einstein, ar putea contabiliza discrepanța cauzată de o urzeală subtilă în spațiu de pe gravitația Soarelui care accelerează orbita lui Mercur.
Consultați http://www-conf.slac.stanford.edu/einstein/ pentru mai multe informații despre întâlnirea „Dincolo de Einstein”.
Sursa originală: Comunicat de presă al Universității Yale
