우주의 탄생에 대한 주요 가설 (우주의 양자 반점이 쪼개지고 쪼개져 아기 우주를 만들어 내고 많은 퍼즐을 해결하고 현재까지 모든 관찰에 적합합니다. 그러나이“우주 인플레이션”가설에는 결정적인 증거가 부족합니다. 원시 중력파로 알려진 팽창하는 공간 직물로 형성되어야하는 Telltale 잔물결은 세계에서 가장 민감한 망원경에 의해 우주의 기하학에서 감지되지 않았습니다. 그들의 부재는 최근 몇 년 동안 우주 생성에 대한 약자 이론을 불러 일으켰다. 그럼에도 불구하고 우주 인플레이션은 칙칙합니다. 아이디어의 많은 변형에서, 인기있는 잔물결은 단순히 관찰하기에는 너무 약할 것입니다.
하버드 대학교 (Harvard University)의 천체 물리학 자이자 우주 학자 인 아비 로브 (Avi Loeb)는“문제는 특정 모델뿐만 아니라 전체 [인플레이션] 시나리오를 테스트 할 수 있는지 여부입니다. "일부 이론을 죽일 수있는 단두대가 없다면 요점은 무엇입니까?"
물리적 사전 인쇄 사이트 인 Arxiv.org에 나타난 새로운 논문에서 Loeb와 두 명의 하버드 동료 인 Xingang Chen과 Zhong-Zhi Xianyu는 그러한 단두대를 제안했습니다. 연구원들은 코스모스 전체의 물질 분포에서 진동 패턴을 예측하면 인플레이션과 대체 시나리오를 구별 할 수있는 우주의 분포, 특히 빅뱅이 실제로 오랜 수축 기간이 바뀌 었다는 가설
.이 논문은 아직 동료 검토를받지 않았지만 버팔로 대학의 인플레이션 우주 학자이자 스톡홀름 대학교의 방문 교수 인 윌 키니 (Will Kinney)는“분석은 나에게 정확해 보인다”고 말했다. 그는이 제안을“매우 우아한 아이디어”라고 불렀습니다.
캘리포니아 기술 연구소의 Sean Carroll은 이메일로“신호가 실제적이고 관찰 가능하다면 매우 흥미로울 것입니다.
빅뱅에 대한 잠재적 힌트는 찾을 가치가 있지만 전문가에 따르면 주요 질문은 추정 진동 패턴이 감지하기에 충분히 강할 것인지 여부입니다. 광고 된대로 명확한 단두대가 아닐 수도 있습니다.
그것이 존재한다면, 신호는 우주의 밀도 변화로 나타납니다. 거대한 아이스크림 특종을 하늘로 가져 가서 몇 개의 은하가 내부에 감겨 있다고 상상해보십시오. 코스모스 전체에서 여러 번이 작업을 수행하면 퍼진 은하의 수가 평균 이상 또는 아래에 달라질 수 있습니다. 이제 특종의 크기를 늘리십시오. 더 많은 양의 우주를 퍼 내면, 캡처 된 은하의 수는 이제 이전보다 훨씬 더 다양하다는 것을 알 수 있습니다. Chen, Loeb 및 Xianyu의 계산에 따르면 점차 더 큰 특종을 사용하면 물질 밀도 변화의 진폭이 스케일을 올라갈 때 점점 덜 극단적으로 진동해야합니다. Loeb은“우리가 보여준 것은 이러한 진동의 형태에서“밀도 섭동이 생성 될 때 우주가 확장되었거나 수축되었는지 알 수있다”는 - 각각 인플레이션 또는 바운스 우주론을 반영한다.
.우주 생성 이론이 옳은지에 관계없이 우주 학자들은 오늘날 코스모스 전체에서 관찰 된 밀도 변화가 오래 전에 존재했던 양자 분야에서 임의의 잔물결에 의해 거의 확실하게 씨를 뿌렸다 고 생각합니다.
양자 불확실성으로 인해 원시 우주를 채우는 양자 장은 모든 파장의 잔물결로 변동했을 것입니다. 주기적으로, 특정 파장의 파도는 건설적으로 방해되어 피크 또는 동등하게 입자의 농도를 형성했을 것이다. 이 농도는 나중에 오늘날 우주의 다른 척도에서 볼 수있는 물질 밀도 변화로 자랐습니다.
그러나 특정 파장의 피크가 그들이했을 때 우주로 얼어 붙는 원인은 무엇입니까? 새로운 논문에 따르면, 타이밍은 우주가 인플레이션 모델에서와 같이 기하 급수적으로 확장되는 동안 또는 바운스 모델에서와 같이 천천히 수축하는 동안 피크가 형성되는지에 달려있었습니다.
우주가 바운스에 리드 업에서 수축되면, 양자장의 잔물결이 압박되었을 것입니다. 어느 시점에서 관찰 가능한 우주는 공진 캐비티가 너무 작아 첼로의 소리를 생성하기에는 바이올린과 같이 특정 파장의 잔물결보다 작은 크기로 수축되었을 것입니다. 너무 큰 잔물결이 사라 졌을 때, 그 순간에 그 규모에 피크 또는 입자의 농도가 무엇이든, 그 순간에 존재했던 것은 우주로“얼어 붙었다”고했을 것입니다. 관찰 가능한 우주가 더욱 줄어들면서, 점차적으로 작고 작은 규모의 잔물결이 사라져 밀도 변화로 얼어 붙었을 것입니다. 일부 크기의 잔물결은 임계 순간에 건설적으로 방해되어 해당 스케일에서 피크 밀도 변화를 일으키는 반면, 잠시 후에 사라진 약간 짧은 잔물결은 위상에서 얼어 붙었을 수 있습니다. 이들은 첸, 로브, 샤이우가 갤럭시 아이스크림 특종의 크기를 바꿀 때 이론적으로 나타나야한다고 주장하는 고밀도 변동과 저밀도 변화의 진동입니다.
우주가 급속한 인플레이션을 경험 한 경우 이러한 진동은 또한 발생할 것입니다. 이 경우 더 커지고 커짐에 따라 더 큰 파장을 가진 양자 잔물결을 맞출 수 있었을 것입니다. 밀도 변화는 그 크기의 잔물결이 형성 될 수있는 순간 각 규모의 우주에서 각인되었을 것입니다.
저자들은 두 시나리오에서 진동 형태 사이의 질적 차이가 어떤 일이 발생했는지를 밝힐 것이라고 주장한다. 두 경우 모두, Quantum 필드가 과거에 서두르면서 테이프 조각에 점령 표시를 넣는 것처럼 보였습니다. 인플레이션에서와 같이 공간이 기하 급수적으로 확장된다면, 현장에 의해 우주에 각인 된 점령 자국은 더 멀리 떨어져 있었을 것입니다. 우주가 수축되면, 체크 마크는 규모의 함수로 더 가까워지고 더 가까워 야합니다. 따라서 Chen, Loeb 및 Xianyu는 규모의 함수로서 밀도 변화의 피크 사이의 변화하는 분리가 우주의 진화 역사를 드러내야한다고 주장한다. Chen은“우리는 원시 우주가 실제로 확장되는지 또는 수축하는지, 그리고 그것이 인플레이션 적으로 빠르거나 매우 느리게했는지 여부를 알 수 있습니다.
진동 신호가 어떻게 보일지, 그리고 그것이 얼마나 강한지는 그것을 만들 수있는 양자 필드의 알려지지 않은 특성에 달려 있습니다. 그러한 신호를 발견하면 그 원시적 우주 성분에 대해 알려줄 것입니다. Kinney에 따르면 추정 신호가 미래의 은하 조사에서 전혀 나타날지 여부는“좋은 소식”은 신호가 아마도“비가 우스 니티”라고 불리는 다른 검색 된 신호보다“훨씬 더 쉽고 감지하기가 훨씬 쉽다”는 것입니다. 그러나 나쁜 소식은“신호의 강도와 형태는 당신이 모르는 많은 것들에 달려 있다는 것입니다.
