Коллективное сознательное (lj_editor) wrote in lj_editors,
Коллективное сознательное
lj_editor
lj_editors

Category:

Нобелевка за инфляцию


Если результат наблюдений подтвердится, это станет величайшим научным открытием за последние 50 лет.

17-го марта ученые проекта BICEP2 обнаружили в поляризации реликтового излучения следы первичных гравитационных волн, образовавшихся ни много ни мало, на заре Вселенной в ходе Большого взрыва.

Как пишет астрофизик и популяризатор науки Сергей Попов, важны не сами гравитационные волны, которые были открыты ещё десятилетия назад, а то, что если результат работы BICEP2 верен, он подтверждает инфляционную теорию Вселенной. Покамест это косвенное наблюдение феномена, но последующие эксперименты могут доказать, что Большой взрыв был, а Вселенная расширяется.

В ЖЖ много блогов учёных, и они прилагают достойные восхищения усилия, разъясняя читателям суть и важность научных открытий.

Популярно объясняет Мария Казаченко, солнечный физик:
Вчера, 17го марта 2014г, в Гарвард-смитсоновском центре астрофизики было объявлено о большом научном открытии: "ученые проекта BICEP2 впервые обнаружили прямое подтверждение инфляционной модели расширения Вселенной".

Это интерпретация.  А что нашли-то? Нашли гравитационные волны в поляризации реликтового излучения.

Но давайте по порядку. Что такое реликтовое излучение? Реликтовое излучение - это абсолютный ноль в нашей Вселенной, то есть излучение, пронзающее все и вся, оставшееся от Большого Взрыва. Поскольку это излучение осталось от Большого Взрыва, то изучая его, можно узнать о том, как происходил Большой Взрыв. Что и было сделано.

Реликтовое излучение поляризованное, то есть имеет структуру. Принято различать два типа поляризации в реликтовом излучении: градиентную поляризацию (Е-моду), которое свидетельствует о колебаниях плотности вещества и гравитационных волнах, и спиралевидную (или роторную, B-моду), свидетельствующую только о гравитационных волнах.  Последнюю B-моду наблюдать очень сложно. Во-первых она достаточно слабая, во-вторых шумы, фон и прочие кошмары наблюдательной астрофизики. Чтобы отнаблюдать B-моду, ученые и инженеры из нескольких американских институтов построили телескоп BICEP2 в Антарктике вдали от шумов и вуаля, нашли то, что искали.

"Спиралевидные структуры в поляризации реликтового излучения (см. черные стрелочки ниже) - уникальное свидетельство существования гравитационных волн. Это первое подтверждение существования гравитационных волн в первобытном (реликтовом) небе,"- сообщил один из участников проекта, профессор Чао-Лин Куо из Стенфорда.

base

Существование этих волн подтверждает инфляционную теорию расширения Вселенной.  Согласно теории инфляции, 14 миллиардов лет назад во время Большого Взрыва наша Вселенная начала быстро, точнее очень очень очень очень очень очень, экспоненциально быстро расширяться до гигантских размеров, причем за ничтожно малую долю секунды.

Сообщить о великом открытии Чао-Лин Куо отправился в дом к другому стенфордскому профессору Андрею Дмитриевичу Линде, одному из отцов инфляционной теории. Тот немало удивился гостю и, несмотря на радость по поводу научного открытия, несколько раз повторил, что природа любит шутить над учеными (play tricks). :-)



За что я люблю физику, так это за такие моменты. :-)

Подробное описание открытия (по-английски) можно найти здесь и здесь.
Прекрасную лекцию А.Д. Линде о рождении Вселенной (по-русски) можно послушать здесь.

NB Обращаю внимание, что это не первое подтверждение существования гравитационных волн (за это в 1993 году уже дали Нобеля), а первое наблюдение гравитационных волн, образовавшихся в ходе Большого взрыва, и одна из немногих удачных попыток узнать, как же произошел Большой Взрыв.
Обсудить в блоге автора

Из комментария r3po о загадочних 5 сигмах:
"five sigma" означает есть только 1 шанс на 1 744 278, что полученный результат вызван случайной флуктуацией
http://habrahabr.ru/post/216289/#comment_7418097




Сергей Попов:
Вчерашнее заявление коллаборации BICEP стало большим событием.

Важно отметить, что речь идет именно о космологическом результате. Сами гравволны по астрофизическим данным, если угодно, были открыты десятилетия назад по наблюдениям систем из двух нейтронных звезд, одна из которых является радиопульсаром. И за это вручена соответствующая нобелевская премия.
С другой стороны, непосредственная регистрация гравволн в лабораторных условиях остается делом будущего (уже, очевидно, ближайшего - LIGO и VIRGO должны увидеть сигнал).
Вчерашняя новость важна другим.

Если результат коллаборации BICEP верен, то это является подтверждением теории инфляции.
Инфляция - важнейший элемент в описании эволюции ранней вселенной. По сути, Большой взрыв - это окончание стадии инфляции, когда распад инфлатона порождает нашу горячую плотную (и уже расширяющуюся) вселенную со всеми необходимыми флуктуациями, из которых потом возникнет наблюдаемый нами мир.
Существование первичных гравволн с определенным набором свойств - это важнейшее предсказание инфляционной модели. Найти эти волны можно с помощью наблюдений реликтового излучения. Но эффект очень тонкий, существующий на фоне заметного шума.

Коллаборация BICEP впервые смогла достигнуть высокой точности наблюдений на нужном угловом масштабе. Многих, правда, смущает довольно высокое значение измеренного параметра, характеризующего интенсивность эффекта. Поэтому сообщество ожидает результатов со спутника Планк, с других наземных экспериментов (SPT, PolarBear). Но если результат будет все-таки подтвержден (что мы узнаем в течение года-двух), то это крайне важно, т.к. дает важнейшее подтверждение теории инфляции, соответственно проливает существенный свет на первые мгновения жизни нашей вселенной.
Обсудить в блоге автора

На фоне типично циклопических инструментов астрономии, BICEP2 смотрится более чем скромно. Вот он в сравнении с человеком:

BICEP2

Константин Крайн пишет:
У меня нет времени на нормальные посты, но невозможно совсем обойти молчанием потенциальное открытие исследователями группы BICEP-2 так называемой «B-моды поляризации реликтового микроволнового излучения», обусловленной гравитационными волнами периода инфляции. Это звучит непоправимо академически, но если простыми словами, то предполагается, что сделано открытие, подтверждающее космологическую теорию инфляции. Эта теория, одним из отцов-основателей которой является наш соотечественник Андрей Линде (ныне работающий в Стэнфорде), описывает начальный этап эволюции Вселенной, как бы её зарождение. Речь идет о наикратчайшем миге в самом-самом Начале, и если открытие подтвердится, то оно прольет свет на этот критически значимый момент истории физического мира, в котором мы живем. Об открытии можно прочитать уже много где, например: у Страсслера, у Кэрролла, в интервью с одним из авторов эксперимента, в Scientific American, в NewScientist, в Physics World, в Nature, на APOD, в официальной статье об открытии (pdf). Если все верно, то r = 0.2, кому это интересно. Открытие подлежит тщательной проверке и вряд ли будет окончательно подтверждено до поступления новых экспериментальных данных. Идет бурное обсуждение. В общем, посмотрим, нет нужды торопиться с выводами. Но если всё так, то это — Нобелевская премия или две (за теорию и за эксперимент).

Обсудить в блоге автора



Доктор физико-математических наук Михаил Шифман рассказывает об одном из участников проекта:
Пока в мире вывернутом наизнанку распоясавшийся Соловей-разбойник Пу терзает беззащитную Украину, в нормальном мире происходят драматические научные прорывы. Сегодня коллаборация BICEP2 объявила на пресс-конференции, траслировавшейся на весь мир, об открытии первичных (т.е. существовавших в самом начале вселенной) гравитационных волн. Цитирую: "The BICEP2 Collaboration reported the detection of an imprint of primordial gravitational waves in the polarization pattern of cosmic microwave background." Если результат будет подтвержден, то это будет величайшее открытие за последние 50 лет, наряду с обнаружением темной энергии.

В экспериментах в ЦЕРНе, где недавно был обнаружен хиггсовский бозон, исследовательские группы включают тысячи человек. На этом фоне эксперимент BICEP2 можно считать малышкой: в нем задействовано несколько физиков и несколько техников. Необычно место проведения: практически на Южном полюсе.

Исследовательская установка и домик, где живут и собирают данные участники BICEP2

1525045_535930679861792_1667199706_n

Один из ключевых участников группы - профессор Клемент Прайк (Clement Pryke).

From February 5, 2014 Van Vleck


Нашему физфаку удалось заманить его относительно недавно. Его очень хотели заполучить в университет Миннесоты. У него есть жена, тоже физик. Клемент поставил условие, что примет предложение, только если профессорская позиция будет предоставлена не только ему но и его жене. Факультет проголосовал 'за'. Декан пошел к Президенту и выбил дополнительные деньги. Называется "spousal hire" и случается нечасто, в исключительных случаях.

Клемент рассказал мне, что из всех физиков в мире, он провел на Южном полюсе больше всего времени. Вначале, пока станция строилась, они жили в армейских палатках. Температура за "бортом" была не выше -50℃ плюс шквальный ветер.

PS: комментарий Саши Мигдала

От Создателя Вселенной поступила телеграмма:
Десять тысяч гравитонов он в грядущее послал.

Текст гласит: в двадцатом веке - знаю смогут Гус и Линде
Раздувание Вселенной на бумаге предсказать.

Настоящим подтверждаю: их теория правдива
И за это надо Нобель им обоим срочно дать!
Обсудить в блоге автора



Заметка астрофизика Алексея Моисеева:
Пока мы ерундой занимаемся, народ на южном полюсе выделил следы гравитационных волн в поляризации реликтового излучения:

Я не большой специи по космологии, но, похоже, что нобелевка за инфляцию становится уже вполне себе реальной.

Новость: First direct evidence of cosmic inflation

Исходная статья: http://arxiv-web3.library.cornell.edu/abs/1403.3985
Картинка оттуда:
infl
Обсудить в блоге автора

Собрано редакцией кириллического сегмента LiveJournal
Tags: main, наука, технологии
Subscribe
  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 14 comments