Những ngày như thế này làm cho một nhà vật lý thiên văn thú vị. Một mặt, có thông báo của BICEP2 rằng lý thuyết bị nghi ngờ từ lâu về một vụ nổ lớn lạm phát là thực sự đúng. Nó là loại khám phá khiến bạn muốn chộp lấy những người ngẫu nhiên trên đường phố và nói với họ rằng vũ trụ là một điều tuyệt vời. Mặt khác, đây chính xác là kiểu thời điểm mà chúng ta nên bình tĩnh và đẩy lùi những tuyên bố của một nhóm nghiên cứu. Vì vậy, hãy để Lít hít một hơi thật sâu và nhìn vào những gì chúng ta biết, và những gì chúng ta tặng.
Trước hết, hãy để xua tan một vài tin đồn. Nghiên cứu mới nhất này không phải là bằng chứng đầu tiên về sóng hấp dẫn. Bằng chứng gián tiếp đầu tiên về sóng hấp dẫn đã được tìm thấy trong sự phân rã quỹ đạo của một xung nhị phân của Russell Hulse và Joseph Taylor, mà họ đã được trao giải thưởng Nobel năm 1993. Công trình mới này cũng không phải là phát hiện đầu tiên về sự phân cực trong lò vi sóng vũ trụ nền, hoặc thậm chí là quan sát đầu tiên về phân cực B-mode. Công việc mới này rất thú vị vì nó tìm thấy bằng chứng về một dạng phân cực B-mode cụ thể do nguyên thủy sóng hấp dẫn. Loại sóng hấp dẫn sẽ chỉ được gây ra bởi lạm phát trong những thời điểm sớm nhất của Vũ trụ.
Cũng cần lưu ý rằng tác phẩm mới này chưa được đánh giá ngang hàng. Nó sẽ được, và rất có thể nó sẽ vượt qua được cơ bắp, nhưng cho đến khi chúng ta nên thận trọng một chút về kết quả. Thậm chí sau đó những kết quả này sẽ cần phải được xác minh bằng các thí nghiệm khác. Ví dụ, dữ liệu từ kính viễn vọng không gian Planck sẽ có thể xác nhận những kết quả này giả sử chúng là hợp lệ.
Điều đó nói rằng, những kết quả mới này thực sự, thực sự thú vị.
Những gì nhóm nghiên cứu đã làm là phân tích cái được gọi là phân cực chế độ B trong nền vi sóng vũ trụ (CMB). Sóng ánh sáng dao động vuông góc với hướng chuyển động của chúng, tương tự như cách sóng nước dao động lên xuống trong khi chúng di chuyển dọc theo mặt nước. Điều này có nghĩa là ánh sáng có thể có một định hướng. Đối với ánh sáng từ CMB, hướng này có hai chế độ, được gọi là E và B. Phân cực chế độ E được gây ra bởi sự dao động nhiệt độ trong CMB, và lần đầu tiên được quan sát thấy vào năm 2002 bởi giao thoa kế DASI.
Phân cực chế độ B có thể xảy ra theo hai cách. Cách đầu tiên là do thấu kính hấp dẫn. Đầu tiên là do thấu kính hấp dẫn của chế độ E. Nền vi sóng vũ trụ mà chúng ta thấy ngày nay đã đi được hơn 13 tỷ năm trước khi đến với chúng ta. Trong suốt hành trình của nó, một số trong số đó đã vượt qua đủ gần các thiên hà và muốn được thấu kính hấp dẫn. Thấu kính hấp dẫn này xoắn phân cực một chút, tạo cho nó một số phân cực ở chế độ B. Loại này được quan sát lần đầu tiên vào tháng 7 năm 2013. Cách thứ hai là do sóng hấp dẫn từ thời kỳ lạm phát sớm của vũ trụ. Khi thời kỳ lạm phát xảy ra, sau đó nó tạo ra sóng hấp dẫn trên quy mô vũ trụ. Giống như thấu kính hấp dẫn tạo ra sự phân cực ở chế độ B, các sóng hấp dẫn nguyên thủy này tạo ra hiệu ứng ở chế độ B. Việc phát hiện ra sự phân cực chế độ B sóng nguyên thủy là những gì đã được công bố ngày hôm nay.
Lạm phát đã được đề xuất như một lý do tại sao nền vi sóng vũ trụ đồng nhất như nó là. Chúng tôi thấy các dao động nhỏ trong CMB, nhưng không phải là các điểm nóng hoặc lạnh lớn. Điều này có nghĩa là Vũ trụ ban đầu phải đủ nhỏ để nhiệt độ có thể thoát ra. Nhưng CMB đồng đều đến mức vũ trụ quan sát được phải nhỏ hơn nhiều so với dự đoán của vụ nổ lớn. Tuy nhiên, nếu Vũ trụ trải qua sự gia tăng kích thước nhanh chóng trong những khoảnh khắc đầu tiên, thì mọi thứ sẽ diễn ra tốt đẹp. Vấn đề duy nhất là chúng tôi đã không có bằng chứng trực tiếp về lạm phát.
Giả sử những kết quả mới này được giữ vững, bây giờ chúng tôi làm. Không chỉ vậy, chúng tôi biết rằng lạm phát mạnh hơn chúng tôi dự đoán. Độ mạnh của sóng hấp dẫn được đo bằng một giá trị được gọi là r, trong đó lớn hơn mạnh hơn. Nó đã được tìm thấy rằng r = 0,2, cao hơn nhiều so với dự đoán. Dựa trên kết quả trước đó từ kính viễn vọng Planck, người ta dự đoán rằng r <0,11. Vì vậy, dường như có một chút căng thẳng với những phát hiện trước đó. Có nhiều cách để giải quyết căng thẳng này, nhưng chỉ là cách xác định.
Vì vậy, công việc này vẫn cần được xem xét ngang hàng, và nó cần được xác nhận bởi các thí nghiệm khác, và sau đó sự căng thẳng giữa kết quả này và kết quả trước đó cần phải được giải quyết. Vẫn còn nhiều việc phải làm trước khi chúng ta thực sự hiểu lạm phát. Nhưng nhìn chung đây thực sự là một tin tức lớn, thậm chí có thể là giải thưởng Nobel xứng đáng. Kết quả rất mạnh đến nỗi dường như khá rõ ràng chúng ta có bằng chứng trực tiếp về lạm phát vũ trụ, đây là một bước tiến rất lớn. Trước ngày hôm nay, chúng ta chỉ có bằng chứng vật lý trở lại khi vũ trụ khoảng một giây, vào thời điểm xảy ra quá trình tổng hợp hạt nhân. Với kết quả mới này, giờ đây chúng ta có thể thăm dò vũ trụ khi nó chưa đến 10 nghìn tỷ nghìn tỷ nghìn tỷ của một giây.
Đó là khá tuyệt vời khi bạn nghĩ về nó.
