iPon Cikkek

Gravitációs hullámok az univerzum hajnaláról

Dátum | 2014. 03. 19.
Szerző | Jools
Csoport | EGYÉB

Hétfő délután fontos bejelentést tettek a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ munkatársai: elsőként mutatták ki a világegyetem hajnaláról származó gravitációs hullámok jelenlétét a legkorábbi elektromágneses sugárzásban, az úgynevezett mikrohullámú háttérsugárzásban. A polarizációban észlelt örvények jóval kifejezettebbek, mint ahogy azt a kutatók várták, akik sokáig attól tartottak, hogy az ősrobbanást követlenül követő időszakból származó gravitációs hullámok mára annyira lecsillapodtak, hogy nem lesz lehetséges detektálni ezeket. Gravitációs hullámok akkor keletkeznek, ha egy nagytömegű test gyorsulva halad át a téridő szövedékén, fodrozódásokat hozva létre abban. Létezésüket Einstein jósolta meg az általános relativitáselméletben, közvetlen észlelésükre azonban mindeddig nem nyílt lehetőség. Egy déli-sarki távcsővel azonban nemrégiben sikerült észleleni az univerzum első fényeiből visszamaradt mikrohullámú háttérsugárzásban ezen hullámok nyomait, amelyek révén a szakértők új ismereteket szerezhetnek be azzal kapcsolatban, hogyan is keletkezett a világegyetem.
A Bicep2 rádiótávcső adatai alapján a háttérsugárzás nagyon specifikus módon polarizált, ami a kutatók elmondása szerint az univerzum születésének úgynevezett inflációs szakaszában felnagyítódott gravitációs hullámok nyomát őrzi, amikor a világegyetem mindössze a másodperc billiomod részével az ősrobbanás után gyorsulva tágulni kezdett, egy mikroszkopikusan kicsiny térrészből szempillantásnyi idő alatt csillagászati méretűvé változva. A felfedezés megerősítéséhez egy másik független megfigyeléssel is igazolni kell a polarizációs mintázat meglétét, ugyanakkor a kutatócsoport által közzétett adatok alapján kevés kétség lehet az eredmény hitelességével kapcsolatban. Mivel a Bicep2 adatai sokat segíthetnek abban, hogy a többi hasonló projekt rátaláljon a megfelelő információkra, a kutatók szerint egy éven belül megerősítést nyerhet, hogy valóban az infláció keltette gravitációs hullámok nyomait észlelték-e. És ezzel persze igazolást nyerne az ősrobbanás elméletének egyik fontos pontja, a hirtelen tágulási szakasz létezése is. Mivel pedig a hullámok nagysága attól függ, hogy mennyire volt gyors ez a tágulás, további tanulmányozásuk révén új dolgok tudhatók meg az infláció energiamérlegével, illetve talán annak kiváltó okaival kapcsolatban is.
A Bicep2 által detektált adatok alapján az inflációs szakasz a világegyetem 10ˆ−37 másodperces korában kezdődött és 2 x 10ˆ16 GeV energia hajtotta. Ez az energiaszint messze meghaladja a részecskegyorsítókban tanulmányozott energiákat, ugyanakkor az elméleti becslések nagyon hasonló mennyiségre jutottak a világegyetem hajnalán uralkodó állapotokkal kapcsolatban. A szakértők szerint, ha az alapvető kölcsönhatások közül három (az erős, a gyenge és az elektromágneses) egyetlen „egyesített” erővé kovácsolódnának össze, pontosan ilyen energiaszinttel számolhatnánk. Ebből következően könnyen lehetséges, hogy pontosan ennek az elméletileg létező egyesített erőnek a felbomlása vezetett az infláció beindulásához. „Elképesztően izgalmas belegondolni, hogy az ősrobbanás utáni pillanatok nyomait láthatjuk” – mondja Marc Kamionkowski, a Johns Hopkins Egyetem kutatója, aki kilencvenes években részt vett annak tervnek a kidolgozásában, amelyet a gravitációs hullámok detektálására ötlöttek ki, és amely alapján többek közt a Bicep2 kísérlete is összeállt. „Ez lehet az évszázad legnagyobb felfedezése. Ha sikerül megerősíteni, ami szerintem igen valószínű, Nobel-díjat érhet” – teszi hozzá a szakértő.
Ami a megerősítés esélyeit illeti, a közeljövőben több olyan projekt is új információkat szolgáltat majd, amelyek a mikrohullámú háttérsugárzást és ezen belül is annak polarizációját vizsgálják. A chilei POLARBEAR-kísérlet, a Déli-sarki távcső és a Planck űrtávcső egyaránt segíthet a helyzet tisztázásában. Ahogy az előzőekből kiderült a Bicep2 kutatócsoportja a kozmikus mikrohullámú háttérsugárzás varianciáit vizsgálta. Ez utóbbi abból az időből származik, amikor a világegyetem nagyjából 380 ezer évvel az ősrobbanás után áttetszővé vált az elektromágneses sugárzás számára. A töltött részecskék opálos keveréke eddigre hűlt le annyira, hogy semleges atomokká kezdett összeállni, utat engedve a fény terjedésének. Ez a sugárzás máig észlelhető „visszhangot” hagyott maga után, és apró szabálytalanságai őrzik a korai téridő különféle sajátosságait.
A háttérsugárzás polarizációjában észlelt örvényszerű mintázatban ennek megfelelően azon a gigantikus gravitációs hullámok nyomai észlelhetők, amelyek a gyors tágulás hatására keletkeztek. A hullámok apró fodrokként kezdték. A kvantummechanika elméletének értelmében a részecskék véletlenszerűen bukkannak fel és tűnnek el a téridőben. Amikor a gravitáció egy közvetítő részecskéje előbukkan, körkörös hullámok sorozatát indítja útjára, hasonlóan a tó vizébe dobott kavicshoz. Az infláció szakaszában a részecskék keltette hullámok a téridő hirtelen tágulásának köszönhetően óriásira nőttek. A korai gravitációs hullámok felfedezése egyben azt a feltevést is alátámasztaná, miszerint a gravitációt a többi alapvető kölcsönhatáshoz hasonlóan szintén kvantumrészecskék, úgynevezett gravitonok közvetítik. „Ha sikerül igazolni, hogy valóban gravitációs hullámokról van szó, és ezek tényleg az infláció során keletkeztek, az is meg tudjuk mutatni, hogy a gravitáció részecske természetű” – mondja Lawrence Krauss, az Arizonai Állami Egyetem kozmológusa. Ennek bizonyításával pedig végre megteremtődhetne a régóta keresett kapcsolat az általános relativitáselmélet és a kvantummechanika elmélete között. A Bicep2 kutatói három évet töltöttek azzal, hogy a mért adatokkal kapcsolatban kizárják az alternatív magyarázatokat, például a galaxisunkban jelenlevő por, illetve a távoli csillagrendszerek gravitációs hatásait, valamint a használt műszerekből eredő hibákat. „Hihetetlen, hogy valóban találtunk valamit” – mondja Clement Pryke, a Minnesotai Egyetem munkatársa, a kutatócsoport egyik tagja. „A szívem mélyén sosem hittem el igazán, hogy eljuthatunk idáig. Azt hittem, hogy jó fizikushoz illően megtesszük, amit lehet, és közben kiderül majd, hogy a jel, ha létezik is, annyira halvány, hogy nem érdemes tovább keresni. Ehelyett feltűnő és világos nyomokra akadtunk.”
Új hozzászólás írásához előbb jelentkezz be!

Eddigi hozzászólások

18. Zephyrus
2014.03.19. 11:13
Mikor erősítették meg először hivatalosan hogy ezek léteznek? Úgy néz ki lemaradtam mert utolsó emlékeim szerint ezek meg csak elméleti szinten leteztek
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
17. zodiac83 Zephy...
2014.03.19. 13:20
"Hétfő délután fontos bejelentést tettek a Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ munkatársai [...]
A felfedezés megerősítéséhez egy másik független megfigyeléssel is igazolni kell a polarizációs mintázat meglétét, ugyanakkor a kutatócsoport által közzétett adatok alapján kevés kétség lehet az eredmény hitelességével kapcsolatban. [...]
Ami a megerősítés esélyeit illeti, a közeljövőben több olyan projekt is új információkat szolgáltat majd, amelyek a mikrohullámú háttérsugárzást és ezen belül is annak polarizációját vizsgálják. A chilei POLARBEAR-kísérlet, a Déli-sarki távcső és a Planck űrtávcső egyaránt segíthet a helyzet tisztázásában."
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
16. sosnuts
2014.03.19. 13:27
Már kimutatták a létezésüket, de "csak" indirekt módon egy neutroncsillag pár pályaváltozása alapján. Magukat a hullámokat nem észlelték, de következtettek a hatásukra. Ezért a felfedezésért kapott Russel Hulse es Joseph Taylor 1993-ban Nobel-díjat.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
15. rtagore
2014.03.19. 14:05
Egy kérdés azért felvetődik bennem: a gravitációs hullámok és közvetítő részecskéje a graviton milyen viszonyban áll a Higgs-mezővel és közvetítő részecskéjével a Higgs-bozonnal? Vagy csak nem egészen értem a dolgokat.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
14. VAjZY
2014.03.19. 14:21
Azért kíváncsi lennék, pontosan hogyan szűrik ki a körülöttünk lévő számtalan objektum hatását. Mindentől független inerciarendszert a Földön (vagy amellett) létrehozni? Ez nem állhat ennyire biztos talajon, mint amennyire bizakodóak ezek a fizikusok. Az, hogy 3 évet töltöttek el ezzel, tulajdonképpen nem jelent semmit ebből a szempontból, hiszen éppen a relativitás miatt elméletileg az egész Világegyetemben sem létezhet ilyen hely semmilyen nagyságrendben. Nincs fix pont, s ezzel együtt nincs független inerciarendszer sem. Néhány nappal ezelőtt olvastam erről a fromquarkstoquasars.com-on, de ott sem mondtak erről semmit. Remélem, valamennyire részletesebb tájékoztatást is kapunk erről a közeljövőben, hiszen elég radikális, kényes dolgokba fogtak bele, olyanokba, amik még elméleti szinten sem teljesen tisztázottak. Mindazonáltal én szurkolok nekik, jó látni, hogy egyre közelebb kerülünk bizonyos válaszokhoz, a "baj" csak az, hogy eljutottunk oda a fizikában, ahol már nem nagyon lehetséges a kísérletezés, inkább tudományfilozófiai és ismeretelméleti kérdésekről van szó. Lassan utolérjük magunkat, s ha sikerül is összehozni az egyesített elméletet, az is csak arra lesz jó, hogy aztán eljussunk a végső kérdés(ek)hez: Mi az, ami van? Hogyan tudhatunk dolgokról? Milyen átfedés van a valóság és a mi észlelésünk között? És a többi, legősibb filozófiából már ismert, és máig vitatott alapvető kérdés, amik örökre fent fognak maradni.
Az ember bármennyire is egyedi, soha nem fog felnőni a Világegyetem szintjéhez, ez így szükségszerű.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
13. rtagore
2014.03.19. 15:16
@VAjZY: Igaz, amit mérnek csak egy pillanatnyi állapot. A következő percben már mást mérnek. Honnan feltételezik azt, hogy amit találtak, az az ősrobbanásból származik?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
12. VAjZY
2014.03.19. 16:08
Nem is ezzel van a legnagyobb probléma, az időbeli kis léptékűségünket még valamennyire tudják kompenzálni szimulációkkal a működések ismeretei alapján, többé-kevésbé implicit módon, hiszen ez a legtöbb, amit tehetünk, de hogy ki tudnának szűrni minden hatást, hogy csak a leggyengébben hatót vizsgálhassák, szerintem erős kételyeket vet fel, ennek ellenére túlságosan biztosnak vélik, hogy mit is vizsgáltak. Persze, ezt mi, laikusok nem látjuk át teljesen, ezért is hiányolom a részletezést, de ami még elméletben is alapvetően a lehetetlent súrolja, nem hinném, hogy a gyakorlatban egyáltalán lehetséges lenne.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
11. kiskoller
2014.03.19. 16:48
Én is elég kétkedő voltam a Nagy Bumm-ot illetően, nem tudnak elképzelni, hogyan jöttek rá erre a tudósok.

Aztán olvastam egy kb 400 oldalas könyvet a témáról, amiben szépen, egyszerűen, lépésről lépésre bemutatta a szerző, mik a bizonyítékok, és milyen jelenségekből következtetünk. Így már az egész egész egyszerűnek, és logikusnak tűnik.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
10. VAjZY
2014.03.19. 17:03
Nem tudom, ezt kinek szántad kiskoller vagy hogy miért írtad ezt, de az én részemről biztosíthatlak, nem erről volt szó. Én nem egy, kb 400 oldalas könyvet olvastam el és olvasok a mai napig is el a témában, ne hidd, hogy elutasítom a tudományt. Talán észrevehetted, hogy az évek során mindig mellette érveltem, hiszen eléggé érdekelt vagyok sok tudományágban, s mára teljesen amatőrnek sem mondanám magam, ettől még persze én is laikus vagyok, főként a matematikai hiányosságaim miatt, (ezért is inkább a tudományfilozófiában kamatoztatom, amit tudok) csak azt mondtam, hogy (mivel ismerem az aktuális elméleteket) olyan dolgokban nagyon biztosak kísérletileg, amik még elméletileg sem tisztázottak, s ezek közül sok nagy valószínűséggel örök időkre tisztázatlan is marad.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
9. dzsuz87
2014.03.20. 11:55
Azért ne a farok csóválja az ebet...
Az elméletek tesztje a létező mérési eredmények megmagyarázása és a jövőbeni mérési eredmények megjóslása. Tehát most össze kell vetni a jelenleg létező elméleteket, mit állítanak a polarizációs mintára. Enélkül nem ér semmit egyik elmélet sem.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
8. Asagrim kisko...
2014.03.20. 12:06
Cím/Szerző?
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
7. kiskoller
2014.03.20. 19:25
Amelyik szépen összefoglalja a dolgot:

Simon Sighn: A Nagy Bumm.

Igaz, nem 400, hanem 622 oldalas, pontatlan voltam.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
6. Asagrim kisko...
2014.03.20. 19:33
Ja, ezt ismerem, a 400 volt félrevezető!

Azért köszi!
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
5. danih
2014.03.29. 18:30
A szakterület egyik legnagyobb tekintélyének, Andrei Linde-nek az egyik kutató közli a jó hírt
https://www.youtube.com/watch?v=ZlfIVEy_YOA
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
4. masikgepes...
2014.04.03. 10:40
Tisztelt fórum

Szó esett Simon Shingről, akinek pl. a Fermat Sejtés "megoldása" ismertetésében van kiugró szerepe! Amiről megalapozott véleményem, hogy ma sincs megoldva, mert Fermat valójában azt állította, hogy léteznek olyan "irracionális" egész megoldások, amelyek nem írhatók fel semmiféle margón, semmiféle apró betűkkel, mert végtelen, nem ismétlődő számsort sort alkotnak! A. Wiles viszont pont az ellenkezőjét bizonyította?
A tudományos ismeretterjesztés, a tudománytörténet esetenként káros visszahatással lehet a tudomány fejlődésére.
Nincs ez másképpen a fizikában, a csillagászatban és a kozmológiában pedig egyszerűen kulminál, hozzásegítve a tisztelt olvasókat, valamiféle "megértéshez", ami azután gyakran sajnos többé már nem múlik el...

Mert miféle elektromágneses, vagy gravitációs hullámok létezhetnek önmagukban? Hová tűnik periódusonként az energia, a tömeg amit képviseltek? Mi hullámozhat így? Talán a vákuum, az éter, vagy a téridő? Hiszen bármely hullámzás= periódikus átalakulás, valamiből- valamibe.
Itt viszont mindig külön csak az egyikükről van szó (külön elektro-mágnesség, vagy tömegvonzás), de akkor mi a másik tényező ?
Persze formálisan (és valójában is) lehetséges lenne a kettő összevonása is pl. így: grav-inerciális...elektro-mágneses (GI-EM) hullámzás!
Amelyben az egyik "tudati töltés" a másikat átírva, és periódikusan átalakulva hozza létre az univerzumunk "fény-atomi" terét. Ami azt kitölti, és amiben ilyen hullámzás, vagy sugárzásnak tűnő jelenség valóban felléphet, és amire az univerzumunk bármely eleme ráépülhet.

Ráadásul erre a szituációra is felírható valamely kibővített Poyting energia +tömegáram- sűrűség vektor, anélkül, hogy értéke periódikusan nullává változna, ahogyan jelenleg, döngetve a megmaradási elméleteket, és támogatva a rákként terjedő szinguláris képzeteket.
Az említett két, vagy több komponensű "komplex energia-tömegáram teljesítménysűrűség" ugyanis, ahogyan illik, mindig állandó (sin^2+cos^2=1)!
Elkövettem azt az udvariatlanságot, hogy a tárgyhoz kapcsolódó, ám az eddigiektől merőben eltérő gondolatokkal mertem előállni. Ilyenkor máshol minimum trollnak neveznek, ignorálnak (nem "etetnek" ), sértegetnek és végül kizárnak?
Szeretném, ha most nem így lenne, és pl. a komplex Poyting vektorról, annak jelentéséről beszélgethetnénk.



 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
3. masikgepes... masik...
2014.04.03. 11:05
...Simon Singh... (Ezt már nem tudtam javítani.)
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
2. MeTrIkUsTe... masik...
2014.04.03. 14:35
A Fermat-sejtés a következő matematikai állítás: Ha n>2 egész, akkor nincsenek olyan csupa nullától különböző x,y,z egészek, amelyekre x^n+y^n=z^n teljesül, és nem, nem az ellenkezője lett bizonyítva.
A "Poyting" gondolom csak félreírás, mint ahogy a "(sin^2+cos^2=1)" is.

Amúgy a cikk jó.
 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!
1. masikgepes... MeTrI...
2014.04.03. 16:59
Meglepett a válaszod normális hangneme, ilyenben sehol nem volt még részem, és magam is megpróbálok így társalogni veletek.
Köszönöm az észrevéteid. Valóban a Poynting vektorról van szó.
Szögfüggvényből pedig kihagytam az alfát, legközelebb majd így írom (alfa). Akkor biztos jó lesz a képlet, ami persze egyébként is hiányos, hiszen a változókat, és az együtthatókat sem írtam be, csak a lényeget próbáltam jelezni. De ezt majd pótlom.
A lényeg az, hogy a fényelméletnek mindeddig szerintem csak az egyik lába volt meg: az elektromágnesesség (EM).
Ami csak olyan "pótszerekkel" működhet, mint pl a vákuum. De hogyan lett a "horror vacui", amitől állítólag a természet is irtózik (nagyon jól teszi!) a leganyagibb- anyaggá és energiává?
Ám a legnagyobb baj, ha már azt gondoljuk, hogy megismerhető az, ami (szerintem) definíciószerűen megismerhetetlen! Akkor valami talán még sincsen rendben?
OFF
Egyébként Fermat azt bizonyította (és nem csupán "sejtette" ), hogy léteznek ilyen egészek, de azok nem felírhatók! Vagyis hogy az irracionális törtek mintájára létezhetnek irracionálisnak minősíthető egészek is.
Szó szerint ez áll a "sejtésként" leértékelt állításában, és nem az, hogy ott csak a bizonyítás nem fér el. A megoldás ugyanis egy olyan végtelen, nem szakaszos egész szám, aminek csakis a kettős számrendszerben, és csupán az első értékes jegye ismerhető meg: az egység. A többi határozatlanul megismerhetetlen, és mindez a mai középiskolás ismeretekkel bizonyítható.
A. Wiles bizonyítása azért nem teljes, mert ezt a megoldást nem tartalmazza, pontosabban ignorálja.
ON.

 
Válasz írásához előbb jelentkezz be!