Har oppdaget ekko fra Big Bang

Oppdagelsen er det første direkte beviset på såkalt kosmisk inflasjon. Funnet er gjort av et teleskop på Sydpolen. Nyheten ble presentert av eksperter ved Harvard-Smithsonian senter for astrofysikk i Cambridge i Massachusetts i USA i ettermiddag norsk tid.

• Les: 20 år gammelt kvarkproblem løst

Oppdagelsen er så viktig at forskerne bak dette prosjektet trolig vil stille sterkt i konkurransen om Nobelprisen.

– Vi fant et brekkjern

Forskerne tilhører en gruppe som går under navnet BICEP 2, som er et samarbeid mellom flere universiteter i USA. De presenterte i dag også de første bildene av gravitasjonsbølger. Disse bølgene blir beskrevet som det «første skjelvet i Big Bang». Oppdagelsen bekrefter også en dyp sammenheng mellom kvantemekanikk og generell relativitet, heter det.

– Oppdagelsen av dette signalet har vært ett av de viktigste målene for moderne kosmologi. Det er mange menneskers harde arbeid som har ført oss fram til dette, sier John Kovac, som er leder for BICEP 2-samarbeidet. Han er tilknyttet Harvard -Smithsonian Center for Astrophysics i Cambridge i Massachusetts.

• Les: Dette skal bli verdens største teleskop

Han nøler ikke med å kalle gjennombruddet for banebrytende.

En annen av forskerne ved BICEP 2, Clem Psyke fra Universitetet i Minnesota, sier dette om gjennombruddet.

– Dette har vært som å lete etter nåla i høystakken, men i stedet fant vi et brekkjern.

De viktigste spørsmålene

Harvard-teoretikeren Avi Loeb sier dette om funnet som nå er gjort:

– Dette arbeidet gir ny innsikt om noen av våre viktigste spørsmål. Hvorfor eksisterer vi? Hvordan oppsto universet? Resultatet av denne forskningen er ikke bare et bevis for inflasjonsfasen, den forteller oss også når inflasjonen skjedde og hvor kraftig prosessen var.

• Les: – Mørk materie er det neste virkelig store mysteriet som løses

Den norske forskeren Bjørn Hallvard Samset kaller denne oppdagelsen både en bekreftelse på Big Bang pluss inflasjonsteorien og på generell relativitetsteori samtidig.

– Det skjer mildt sagt ikke hver dag, sier han.

Inflasjon løser problemer

For å få vår forståelse av Big Bang og universets utvidelse til å henge på greip har kosmologer gjort seg avhengige av inflasjonsteorien.

Teorien sier at universet like etter smellet begynte å utvide seg i en voldsom fart – det vi kaller inflasjonsfasen.

Den varte ikke så lenge – etter 10–³² sekunder (32 nuller etter komma) var moroa over. I løpet av den tida tror ekspertene at universet rakk å utvide seg 10²⁶ ganger.

Denne usedvanlig effektive utvidelsesfasen løser flere problemer for kosmologer: flathetsproblemet, horisontproblemet, magnetiske motpoler-problemet og såkornproblemet.

• Les mer om inflasjon som problemløser på Kollokvium.no

Einstein har sagt at det er sånn

Gravitasjonsbølger oppstår når masse blir akselerert, og er bølger i og av tid og rom.

– Generell relativitetsteori sier at det skal finnes sånne bølger, men vi har aldri klart å se dem fordi de er så svake. Dette er den siste store forutsigelsen fra Einsteins teorier som ikke har blitt bekrefta, sier fysiker Bjørn Hallvard Samset til NRK.no.

• Les: Kaster nytt lys på lys

Hvis Einsteins antakelser holder mål forårsaka Big Bang nødvendigvis en anselig mengde gravitasjonsbølger.

– I prinsippet er de rundt oss fortsatt, men de vil være veldig svake. Men hvis standardteorien for universets fødsel – Big Bang etterfulgt av en inflasjon – er riktig, så kan gravitasjonsbølgene ha blitt forsterket samtidig – nok til å la seg oppdage.

Avslørt av mønster

For å oppdage gravitasjonsbølger må vi gå veien om den kosmiske bakgrunnsstrålinga.

380.000 år etter Big Bang inntraff et viktig vendepunkt – temperaturen sank nok til at stabile atomer kunne dannes.

Universet – som fram til det tidspunktet hadde vært en ugjennomsiktig plasmatåke – ble plutselig gjennomsiktig, noe som tillot stråling å ferdes tilnærma fritt.

Denne strålinga ligger i dag som et mikrobølgebakteppe uansett hvilken del av verdensrommet du ser mot, og det er i denne strålinga BICEP 2 har funnet spor etter gravitasjonsbølger.

• Kollokvium.no: Big Bang-bølger oppdaget, og universet har fått en ny era | Kollokvium

Bakgrunnsstrålinga er ikke helt lik overalt - studerer vi den nøye finner vi ujevnheter både i temperatur og polarisasjon.

BICEP 2 har oppdaga et spesielt mønster i polarisasjonssignalet, såkalte B-moder. Disse dannes så vidt vi vet bare på to måter - enten ved gravitasjonslinsing av de langt mer vanlige E-modene, eller som et resultat av gravitasjonsbølger.

B-modene BICEP 2 har sett er av en sånn størrelse at de må være forårsaka av gravitasjonsbølger, og gravitasjonsbølgene har sitt utspring i inflasjon.