Az ősrobbanás utáni „inflációt” támasztja alá az új észlelés

Az ősrobbanást követő „infláció” elméletét támasztja alá a gravitációs hullámok újabb közvetett bizonyítéka.

Az ősrobbanás elmélete szerint univerzumunk 14 milliárd évvel ezelőtt elkezdett tágulni, nagyon forró, sűrű és hatalmas nyomású anyaga „szétfröccsent”, ennek következtében sűrűsége, nyomása és hőmérséklete is lecsökkent – magyarázta az Eötvös Loránd Tudományegyetem (ELTE) Atomfizikai Tanszékének vezetője.

Elmondta: az ősrobbanás einsteini elméletét három kísérleti bizonyíték is alátámasztja. Edwin Hubble amerikai csillagász már az 1920-as években bizonyította a galaxisok távolodását, mert pontos galaxistávolságot tudott mérni, és azt is megállapította, hogy minél távolabb van egy galaxis, annál nagyobb sebességgel távolodik.

Az ősrobbanás elmélete azt jósolta, hogy kell lennie kozmikus mikrohullámú háttérsugárzásnak. Ezt 1965-ben fedezték fel. Ez a második kísérleti bizonyítéka az elméletnek – mondta a professzor, aki az ELTE-n alapított Eötvös Gravity Research Group (EGRG) vezetője is egyben.

Beszélt a harmadik bizonyítékról is: komplikált számításokkal meg lehet határozni, mennyi hidrogén, hélium és kevés nehezebb anyag keletkezik a magfúzió során az ősrobbanásban. A 20. században ezt is meg tudták mérni, 75 százalékban hidrogén és 25 százalékban hélium van az univerzumban, tehát ez megfelelt a számított értéknek. Hozzátette: az ősrobbanással az a baj, hogy vannak olyan észlelések, amelyeket a tágulás nem magyaráz meg. Ezeknek a „hibáknak” a kijavítására találták ki az infláció elnevezésű elméletet.

Eszerint a kezdetek kezdetén iszonyúan gyors tágulás kezdődött, amely mindössze a másodperc nehezen elképzelhető kis törtrészéig tartott. Ebben az időszakban olyan gyorsan tágulhatott a nagyon pici univerzum, hogy így az egyszerű tágulásból nem megmagyarázható dolgok is értelmet nyernek – hangsúlyozta a tudós.

„Igazából az infláció létére nem találtunk eddig kísérleti bizonyítékot. Azt gondoljuk, ez a friss bejelentés azért szenzációs, mert az inflációt bizonyítja” – tette hozzá.

„Közvetett bizonyíték már volt arra, hogy vannak gravitációs hullámok, ilyen hullámokat gyorsuló tömeg kelt. Azt gondoljuk, hogy az ősrobbanás pillanatában szétfröccsenő anyag hirtelen tágult, így gyorsult is, és gravitációs hullámot, méghozzá összevissza hullámzó gravitációs hátteret keltett” – fogalmazott.

Most úgy tűnik, két-három év múlva olyan érzékenyek lesznek a műszerek, hogy ki tudják mutatni ezeket az igen gyenge gravitációs hullámokat – mondta Frei Zsolt, akinek kutatócsoportja az úgynevezett LIGO-detektor projektben (lézer interferométeres graviációshullám-vizsgáló obszervatórium) évente kétszer tanácskozik, éppen ezen a héten folyik az egyik ülés.

Hangsúlyozta: amit most jelentettek be, az is közvetett bizonyíték. Egyszerű rádiótávcsövet használtak, mely a Déli-sarkon a mikrohullámú háttérsugárzás egy nagyon kis darabját nézi, és megállapította, hogy polarizálva jönnek a fotonok, a fény elemi részecskéi.

A fény fotonjainak, azaz elemi részecskéinek hullámtermészete is van. A polarizációs állapot azt mutatja, hogy a hullám milyen irányban rezeg, amikor a rádiótávcsőbe érkezik. „A 3D-s moziban adott szemüveg az egyik szem előtt ilyen, a másik szem előtt olyan polarizációs állapotú polárszűrőt használ. Az egyik csak a függőlegesen, a másik csak a vízszintesen rezgő fotonokat engedi át” – magyarázta a professzor.

„A háttérsugárzás fotonjainak polarizációs állapotából arra következtetünk, hogy nagyon korai gravitációs hullámok okozták, ami meg arra utal, hogy ha voltak ilyen kezdeti gravitációs hullámok, akkor volt infláció is. Az infláció kelti azt a fajta garvitációshullám-hátteret, ami azt a polarizációs állapotot hozza létre, melyet most megtaláltak a háttérsugárzás fotonjaiban. Ez az igazi jelentősége a felfedezésnek: újabb bizonyíték támasztja alá az inflációt” – hangsúlyozta Frei Zsolt.