Czy wszechświat jest opleciony strunami kosmicznymi?
Inflacja to sugerowany okres przyspieszonego rozszerzania się wszechświata we wczesnych stadiach jego rozwoju, kiedy jego rozmiary powiększały się milion miliardów miliardów razy w czasie jednej milion miliarda miliardowej sekundy. Tę potężną ekspansję najlepiej wyjaśniać poprzez pole skalarne. Gdy pole ulega fluktuacjom kwantowym wynikającym z zasady nieoznaczoności Heisenberga, w kosmicznym mikrofalowym promieniowaniu tła wypełniającym wszechświat powstają anizotropie. Celem projektu "Early Universe modelling and confrontation with cosmological data" (EARLYUNIVERSE) było zbadanie tej nowej drogi. Teoria strun zdawała się być obiecującym narzędziem do wyjaśniania pierwszych etapów ewolucji. W "teorii wszystkiego" połączono całą materię i wszystkie siły w ramach jednej platformy teoretycznej, w której niezliczone ilości cząstek zastąpiono jednym elementem składowym. Struny mogą drgać i do przedstawienia poszczególnych rodzajów cząstek użyto różnych trybów drgań. Naukowcy biorący udział w projekcie EARLYUNIVERSE użyli swojego modelu ewolucji strun do skwantyfikowania obserwowalnych sygnałów generowanych przez struny kosmiczne. Struny kosmiczne to teoretyczne linie uskoków wszechświata, łączące różne obszary przestrzeni utworzone zaraz po Wielkim Wybuchu. Widma ich mocy obliczono z najwyższą uzyskaną dotychczas dokładnością na podstawie obserwacji kosmicznego mikrofalowego promieniowania tła przy użyciu satelity Planck. Następnym krokiem było wykorzystanie obserwacji gromad galaktyk w celu ograniczenia parametrów modelu kosmologicznego. Dzięki połączeniu modeli kosmologicznych opracowanych na podstawie pól skalarnych ze zmianami w kosmicznym mikrofalowym promieniowaniu tła, projekt EARLYUNIVERSE otworzył drogę do nowych kierunków badań. Uzyskane dotąd wyniki opisano w siedmiu publikacjach naukowych w najważniejszych międzynarodowych czasopismach fachowych. Poprzez dalsze udoskonalanie formalizmu modelowania oraz kodu symulacji fizycy mają nadzieję uzyskać wkrótce możliwość zbadania zjawiska inflacji wszechświata we wczesnym stadium jego rozwoju. Wyniki zostaną wówczas poddane ocenie w zestawieniu z rozkładem gęstości rzeczywistego wszechświata.
Słowa kluczowe
Wszechświat, struny kosmiczne, teoria strun, modele inflacji, wczesne stadium rozwoju wszechświata, modelowanie wszechświata, dane kosmologiczne, model ewolucji strun, kosmiczne mikrofalowe promieniowanie tła, model kosmologiczny
