Поиск секретов фундаментальной физики в ранней Вселенной

Доступность высокоразрешающих данных близкого к началу вселенной периода открывает потенциал для дальнейших значительных теоретических прорывов и прогрессу, которые смогут решить самые сложные и упрямые вопросы физики. Для этого требуется большее взаимодействие теории астрономии и научных наблюдений.

 

В действительности астрономия возвращается к своим корням, так как ранние великие открытия были сделаны учеными подобными Галилео, для кого теория и научные наблюдения были словно две стороны одной медали. Два ключевых развития астрономии – это возможность использовать оборудование для наблюдений в космосе, где могут быть сделаны более точные наблюдения за пределами влияния земной атмосферы и магнитного поля, а также доступность высокоточных атомных часов, позволяющих проводить временные измерения с точностью до наносекунд.

 

Ученым предстоит решить несколько фундаментальных вопросов, в частности существовали ли скалярные поля на протяжении всей вселенной. В отличие от, скажем, гравитации или магнитных полей, имеющих и мощность и направление, скалярные поля имеют только мощность, различающуюся от точки к точке. Они определенно существуют в пределах каких-то закрытых систем, таких как распределение температуры в пределах земной атмосферы, но пока не известно, существуют ли они в масштабе вселенной.

 

 

Этот вопрос очень важен, так как существование скалярных полей могло бы объяснить, как развивалась вселенная после Большого Взрыва и стала той, какой мы можем наблюдать ее сегодня. К примеру, скалярные поля могли бы объяснить существование темной материи и энергии, которую возможно наблюдать только в обход гравитации со стороны вселенной.

 

Новые исследования так же смогли бы пролить свет на существующие теории, как например, существование гравитационных волн, согласно теории относительности Эйнштейна. Предположительно, гравитационные волны излучает любой движущийся космический объект. Однако, волны слишком малы, их сложно измерить. Единственное доказательство – это пульсары, являющиеся очень плотными бинарными нейтронными звездами, которые вращаются вокруг друг друга. Вращение пульсаров замедляется, сообразно существованию у них гравитационных полей, заставляющих их терять энергию, но это требует подтверждения.

 

И наконец, возможность дальнейшего развития области астрономии как таковой, например, используя бортовые космические атомные часы, чтобы выверить усовершенствованные спектрографы, которые в свою очередь будут использоваться для поиска ‘внесолнечных’ планет и соседних звездных систем.