Kłopoty z dotychczasowym modelem
Dotychczasowe wyjaśnienia kosmicznej inflacji opierały się na założeniu istnienia tajemniczej cząstki zwanej inflatonem. Problem w tym, że nikt nigdy jej nie zaobserwował ani nie potrafił wyjaśnić jej pochodzenia. To trochę tak, jakby budować cały gmach wiedzy na fundamentach, których nikt nie widział. Daniele Bertacca, jeden z autorów nowych badań, trafnie zauważa:
Zbyt duża elastyczność w nauce może być problematyczna, ponieważ utrudnia określenie, czy model naprawdę coś przewiduje, czy po prostu dostosowuje się a posteriori do obserwowanych danych
Tradycyjne modele zawierały dziesiątki parametrów, które można było dowolnie dostrajać do obserwacji. W efekcie teoria bardziej opisywała to, co już wiemy, niż pomagała odkrywać nowe zjawiska. To podejście przypomina nieco dopasowywanie klucza do zamka poprzez ciągłe modyfikowanie zarówno klucza, jak i zamka. Międzynarodowy zespół opublikował w Physical Review Journal pracę, a propozycja jej autorów jest zaskakująco prosta: fale grawitacyjne mogą naturalnie generować wszystkie struktury kosmiczne.
Nowy model sugeruje, że naturalne oscylacje kwantowe samej czasoprzestrzeni, fale grawitacyjne, były wystarczające do wywołania drobnych różnic gęstości, które ostatecznie dały początek galaktykom, gwiazdom i planetom – wyjaśnia Raúl Jiménez z Uniwersytetu w Barcelonie
Kluczową ideą jest tu wykorzystanie znanych już zjawisk fizycznych zamiast wymyślania nowych bytów. Fale grawitacyjne, przewidziane przez Einsteina i potwierdzone eksperymentalnie, miałyby być tym, co zapoczątkowało formowanie się struktur we wszechświecie.
Prostota jako zaleta
Największą siłą nowego modelu wydaje się jego prostota. Zamiast dziesiątek dostrajanych parametrów, cała teoria opiera się na pojedynczej skali energii. Daniele Bertacca podkreśla:
To właśnie elegancja i prostota proponowanego modelu oraz brak swobodnych parametrów są kluczowe
Model zakłada, że zaburzenia skalarne powstają z zaburzeń tensorowych, co oznacza, iż fale grawitacyjne drugiego rzędu naturalnie tworzą niewielkie różnice w gęstości materii. Te fluktuacje z czasem rosną, tworząc galaktyki i gromady galaktyk. Co ważne, nowa teoria nie jest jedynie matematyczną ciekawostką. Zespół uważa, że ich model pozostawia specyficzne “odciski palców”, które można wykryć w danych astronomicznych. Chodzi głównie o pomiary kosmicznego mikrofalowego tła, wielkoskalowej struktury wszechświata oraz pierwotnych fal grawitacyjnych. Przewidywania dotyczące stosunku fal grawitacyjnych do innych fluktuacji mieszczą się na progu detekcji przez budowane obecnie instrumenty CMB Stage IV. To oznacza, że w ciągu najbliższych lat możemy doczekać się eksperymentalnego zweryfikowania tych założeń. Co ciekawe, teoria łączy się również ze współczesnymi obserwacjami ciemnej energii. Jeśli najnowsze wyniki eksperymentu DESI potwierdzą, iż ciemna energia słabnie, będzie to dodatkowy argument przemawiający za proponowanym mechanizmem.
Czytaj też: Ziemski ewenement widać nawet z kosmosu. To dzieje się w lasach całego świata
Trzeba przyznać, że pomysł wykorzystania znanych zjawisk zamiast hipotetycznych cząstek ma swój urok. Jeśli model się sprawdzi, może oznaczać prawdziwy przełom w naszym rozumieniu wczesnego wszechświata. Byłoby to potwierdzenie, że do wyjaśnienia nawet tak fundamentalnych zjawisk jak narodziny kosmosu wystarczą znane nam prawa fizyki. Być może z czasem dowiemy się, czy mamy do czynienia z rzeczywistym przełomem, czy jedynie kolejną ciekawą hipotezą.