Команда ученых предложила новую теорию о том, что Вселенная резко расширилась в размерах за мимолетную долю секунды сразу после Большого Взрыва.
Цель исследования - найти ответ на давний вопрос: какова была Вселенная до Большого Взрыва
Очень разные теории могут объяснить эту загадку. В некоторых из этих теорий состояние Вселенной до Большого Взрыва, так называемой изначальной Вселенной, сжималось, а не расширялось, и поэтому Большой Взрыв был частью Большого отскока.
Можно ли проверить теорию, чтобы потенциально показать, что она ложна. Некоторые исследователи, в том числе из центра астрофизики в Кембридже, высказали опасения по поводу инфляции, предполагая, что ее кажущаяся бесконечной адаптивность делает ее практически невозможной для надлежащего тестирования.
По словам ученых, фальсифицируемость должна быть отличительной чертой любой научной теории. Текущая ситуация для инфляции заключается в том, что это такая гибкая идея, ее нельзя фальсифицировать экспериментально.
Независимо от того, какую ценность люди измеряют для какого-то наблюдаемого атрибута, всегда есть некоторые модели инфляции, которые могут это объяснить.
Теперь команда ученых из Физического факультета Гарвардского университета применили к неинфляционным теориям идею, которую они называют «изначальными стандартными часами», и изложили метод, который может быть использован для экспериментальной фальсификации инфляции.
В попытке найти какую-то характеристику, которая может отделить инфляцию от других теорий, команда начала с определения определяющего свойства различных теорий - эволюции размера первичной Вселенной.
Как считают ученые, во время инфляции размер Вселенной растет экспоненциально. В некоторых альтернативных теориях размер Вселенной сокращается. Некоторые делают это очень медленно, в то время как другие делают это очень быстро.
Атрибуты, которые предлагали использовать, обычно имеют проблемы с различиями между различными теориями, потому что они напрямую не связаны с эволюцией размера первичной Вселенной. Исследователи хотели найти, какие наблюдаемые атрибуты могут быть напрямую связаны с этим определяющим свойством.
Сигналы, генерируемые изначальными стандартными часами, могут служить такой цели. Эти часы – тяжелые элементарные частицы любого типа в изначальной Вселенной. Такие частицы должны существовать в любой теории, их положение должно колебаться с некоторой регулярной частотой, подобно тиканью маятника часов.
Изначальная Вселенная не была полностью однородной. Это основной источник информации, на который полагаются физики, чтобы узнать о том, что произошло до Большого Взрыва. Тиканье стандартных часов генерировало сигналы, которые отпечатывались в структуре этих неровностей. Стандартные часы в различных теориях первичной Вселенной предсказывают различные паттерны сигналов, потому что эволюционные истории Вселенной различны.
Команда рассчитала, как эти стандартные тактовые сигналы должны выглядеть в неинфляционных теориях, и предложила, как их следует искать в астрофизических наблюдениях.
Успех этой идеи заключается в экспериментах. По словам ученых, эти сигналы будут очень слабыми для обнаружения, и поэтому, возможно, придется искать в разных местах. Одним из таких мест является космическое микроволновое фоновое излучение, а другим - распределение галактик.
