Felejtsük el az Ősrobbanást? – Lehet, hogy a gravitációs hullámok teremtették az Univerzumot
Egy nemzetközi kutatócsoport radikálisan új elméletet állított fel a világegyetem eredetéről, amely alapjaiban kérdőjelezi meg az Ősrobbanás eddig ismert korai szakaszáról alkotott képet.
A Barcelonai Egyetem Kozmosztudományi Intézetének (ICCUB) ICREA-kutatója, Raúl Jiménez vezetésével, az olaszországi Padovai Egyetem közreműködésével született tanulmány a Physical Review Research című tudományos folyóiratban jelent meg.
Az új modell nem támaszkodik a hagyományos inflációs elméletre és annak sokszor feltételezéseken alapuló elemeire, hanem a már jól ismert De Sitter-térből indul ki, amely összhangban áll a sötét energia jelenlegi megfigyeléseivel.
A kozmológia eddigi uralkodó modellje kihívás előtt
Évtizedeken át az inflációs paradigma volt a kozmológusok kiindulópontja: eszerint az Univerzum az Ősrobbanást követően rendkívül gyorsan, a másodperc töredéke alatt tágult ki, ezzel megteremtve a ma látható kozmikus szerkezet alapjait.
Ez a modell azonban számos szabadon állítható paramétert használ, amelyek miatt nehéz megállapítani, hogy valóban előre jelez, vagy csupán a megfigyelésekhez igazodik. Az új elmélet ezzel szemben nem igényel ilyen önkényes változókat, hanem egy stabil, megfigyelésekkel is igazolt kezdeti állapotból indul ki.
Gravitációs hullámok: a galaxisok magvetői
A kutatók szerint nem szükséges hipotetikus részecskék vagy mezők feltételezése ahhoz, hogy magyarázatot találjunk a kozmikus szerkezet kialakulására. Az új modell úgy véli, hogy a téridő kvantumfluktuációi, azaz a gravitációs hullámok már elegendőek voltak ahhoz, hogy apró sűrűségkülönbségeket hozzanak létre. Ezek a különbségek idővel felerősödtek, kölcsönhatásba léptek, és kialakították a galaxisokat, a csillagokat és a bolygókat. A folyamat nemlineáris módon zajlott, ami lehetővé teszi, hogy a modell előrejelzéseit valós mérésekkel teszteljük.
„Évtizedek óta olyan elemekkel próbáljuk megérteni az Univerzum korai pillanatait, amelyeket soha nem figyeltünk meg” – mondta Raúl Jiménez. – „Ennek a javaslatnak az izgalma éppen a letisztultságában és az ellenőrizhetőségében rejlik. Nem adunk hozzá spekulatív tényezőket, csupán megmutatjuk, hogy a gravitáció és a kvantummechanika önmagában is elegendő lehet a kozmosz szerkezetének kialakulásához.”
Új fejezet nyílhat a világegyetem születésének megértésében
Az Univerzum eredetének feltárása nem csupán tudományos, hanem filozófiai kérdés is: segít megérteni, honnan jöttünk és kik vagyunk. Az új modell egyszerre minimalista és erőteljes, elegáns és cáfolható. Ez a tudomány lényege: világos, ellenőrizhető jóslatok, amelyeket a jövő megfigyelései – például a gravitációs hullámok és a kozmikus szerkezet vizsgálata – megerősíthetnek vagy elvethetnek.
A kutatás azt sugallja, hogy talán nincs szükség spekulatív elemekre az Univerzum magyarázatához – elegendő lehet a gravitáció és a kvantumfizika mélyebb megértése. Ha az elméletet sikerül igazolni, az alapjaiban változtathatja meg a világegyetem keletkezéséről alkotott képünket.
Mi az a gravitációs hullám egyszerűen elmagyarázva?
Képzelj el egy nagy gumilepedőt, ami feszesen ki van feszítve. Ez a gumilepedő a tér és az idő együtt. Ha rálépsz vagy ráteszel egy nehéz labdát, a lepedő meghajlik körülötte. Most képzeld el, hogy valami nagyon nagy és nagyon nehéz dolog hirtelen megmozdul rajta – például két óriási vasgolyó összeütközik. Ettől a gumilepedőn apró hullámok indulnak el, és végigszaladnak rajta.
A gravitációs hullám pont ilyen: láthatatlan „rezgések” a téridő szövetében, amik akkor keletkeznek, amikor az univerzumban valami hatalmas és erőteljes dolog történik.
Még egyszerűbb hasonlat
Olyan ez, mint amikor egy csendes tó partján állsz, és beleejtesz egy követ. A víz felszíne fodrozódni kezd, a hullámok pedig egyre távolabb terjednek. A különbség csak annyi, hogy a gravitációs hullámok nem a vízben, hanem magában a „világ szövetében” terjednek, és nem látjuk őket, csak nagyon érzékeny műszerekkel tudjuk észrevenni.
