Trong thập kỷ tới, các nhà vũ trụ học sẽ cố gắng quan sát những khoảnh khắc đầu tiên của Vũ trụ, với hy vọng chứng minh một lý thuyết phổ biến. Họ sẽ tìm kiếm sóng trọng lực cực yếu để đo ánh sáng nguyên thủy, tìm kiếm bằng chứng thuyết phục cho Thuyết Lạm phát vũ trụ, trong đó đề xuất rằng một sự dao động mật độ vi mô ngẫu nhiên trong không gian và thời gian đã sinh ra Vũ trụ trong một thời đại nóng bỏng nổ khoảng 13,7 tỷ năm trước. Một thiết bị mới gọi là máy đo phân cực đang được gắn vào Kính thiên văn Nam Cực (SPT), hoạt động ở bước sóng dưới chu vi, giữa sóng vi ba và hồng ngoại trên phổ điện từ. Thuyết Einstein thuyết tương đối rộng dự đoán rằng Lạm phát vũ trụ sẽ tạo ra sóng trọng lực yếu.
Lý thuyết lạm phát đề xuất một giai đoạn mở rộng vũ trụ cực kỳ nhanh chóng và theo cấp số nhân của vũ trụ trong những khoảnh khắc đầu tiên trước khi mở rộng Big Bang dần dần, trong thời gian đó mật độ năng lượng của vũ trụ bị chi phối bởi một loại năng lượng chân không liên tục vũ trụ mà sau này phân rã để tạo ra vật chất và bức xạ lấp đầy Tạp chí Vũ trụ.
Năm 1979, nhà vật lý Alan Guth đã đề xuất Lý thuyết lạm phát vũ trụ, cũng dự đoán sự tồn tại của vô số vũ trụ. Thật không may, các nhà vũ trụ học không có cách nào để kiểm tra dự đoán cụ thể đó.
Vì đây là những vũ trụ riêng biệt, theo định nghĩa có nghĩa là chúng ta không bao giờ có thể có bất kỳ liên hệ nào với chúng. Scott Dodelson, nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm máy gia tốc quốc gia Fermi và là giáo sư về Thiên văn học & Vật lý thiên văn tại Đại học Chicago, cho biết không có gì xảy ra.
Nhưng có một cách để thăm dò tính hợp lệ của lạm phát vũ trụ. Hiện tượng này đã tạo ra hai lớp nhiễu loạn. Đầu tiên, sự dao động về mật độ của các hạt hạ nguyên tử xảy ra liên tục trong vũ trụ và các nhà khoa học đã quan sát thấy chúng.
Thông thường họ chỉ đang diễn ra trên quy mô nguyên tử. Chúng tôi thậm chí không bao giờ chú ý đến họ, Drake Dodelson nói. Nhưng lạm phát sẽ ngay lập tức kéo những nhiễu loạn này thành tỷ lệ vũ trụ. Hình ảnh đó thực sự hoạt động. Chúng ta có thể tính toán những nhiễu loạn đó sẽ trông như thế nào, và hóa ra chúng hoàn toàn chính xác để tạo ra các thiên hà mà chúng ta thấy trong vũ trụ.
Lớp nhiễu loạn thứ hai sẽ là sóng trọng lực Biến dạng Einstein Einstein trong không gian và thời gian. Sóng hấp dẫn cũng sẽ được thúc đẩy đến tỷ lệ vũ trụ, thậm chí có thể đủ mạnh để các nhà vũ trụ học phát hiện ra chúng bằng kính viễn vọng nhạy cảm được điều chỉnh theo tần số thích hợp của bức xạ điện từ.
Nếu phân cực kế mới đủ nhạy, các nhà khoa học sẽ có thể phát hiện ra sóng.
John Nếu bạn phát hiện ra sóng hấp dẫn, nó cho bạn biết rất nhiều về lạm phát đối với vũ trụ của chúng ta, ông John Carlstrom từ Đại học Chicago, người đã phát triển nhạc cụ mới cho biết. Carlstrom cho biết việc phát hiện các sóng sẽ loại trừ các ý tưởng cạnh tranh khác nhau về nguồn gốc của vũ trụ. Có ít hơn so với trước đây, nhưng họ không dự đoán rằng bạn có một vụ nổ lớn cực kỳ nóng bỏng, sự biến động lượng tử này, để bắt đầu với, ông nói. Họ cũng không tạo ra sóng trọng lực ở mức có thể phát hiện được.
Một mô phỏng tại liên kết này mô tả các biến dạng trong không gian và thời gian ở quy mô hạ nguyên tử, kết quả của sự dao động lượng tử xảy ra liên tục trong toàn vũ trụ. Gần cuối mô phỏng, lạm phát vũ trụ bắt đầu kéo dài không-thời gian đến tỷ lệ vũ trụ của vũ trụ.
Các nhà vũ trụ học cũng sử dụng SPT trong nhiệm vụ của họ để giải quyết bí ẩn của năng lượng tối. Một lực đẩy, năng lượng tối đẩy vũ trụ tách ra và áp đảo lực hấp dẫn, lực hấp dẫn tác dụng bởi mọi vật chất.
Năng lượng tối là vô hình, nhưng các nhà thiên văn học có thể thấy ảnh hưởng của nó đối với các cụm thiên hà hình thành trong vòng vài tỷ năm qua.
SPT phát hiện bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB), hậu quả của vụ nổ lớn. Các nhà vũ trụ học đã khai thác rất nhiều dữ liệu từ CMB, đại diện cho tiếng trống và sừng mạnh mẽ của bản giao hưởng vũ trụ. Nhưng bây giờ, cộng đồng khoa học đã lắng nghe những giai điệu của một công cụ tinh vi hơn sóng hấp dẫn của hồi giáo, đó là nền tảng cho CMB.
Voi Chúng tôi có những thành phần quan trọng này trong bức tranh vũ trụ của chúng tôi, nhưng chúng tôi thực sự không biết gì về vật lý tạo ra bất kỳ thứ gì trong số chúng, ông Dodelson nói về lạm phát, năng lượng tối và vật chất tối bí ẩn không kém. Mục tiêu của thập kỷ tới là xác định vật lý.
Nguồn: Đại học Chicago
