Arkisto
- toukokuu 2023
- huhtikuu 2023
- maaliskuu 2023
- helmikuu 2023
- tammikuu 2023
- joulukuu 2022
- marraskuu 2022
- lokakuu 2022
- syyskuu 2022
- elokuu 2022
- kesäkuu 2022
- toukokuu 2022
- huhtikuu 2022
- maaliskuu 2022
- helmikuu 2022
- tammikuu 2022
- joulukuu 2021
- marraskuu 2021
- lokakuu 2021
- syyskuu 2021
- elokuu 2021
- kesäkuu 2021
- toukokuu 2021
- huhtikuu 2021
- maaliskuu 2021
- helmikuu 2021
- tammikuu 2021
- joulukuu 2020
- marraskuu 2020
- lokakuu 2020
- syyskuu 2020
- elokuu 2020
- kesäkuu 2020
- toukokuu 2020
- huhtikuu 2020
- maaliskuu 2020
- helmikuu 2020
- tammikuu 2020
- joulukuu 2019
- marraskuu 2019
- lokakuu 2019
- syyskuu 2019
- elokuu 2019
- heinäkuu 2019
- kesäkuu 2019
- toukokuu 2019
- huhtikuu 2019
- maaliskuu 2019
- helmikuu 2019
- tammikuu 2019
- joulukuu 2018
- marraskuu 2018
- lokakuu 2018
- syyskuu 2018
- elokuu 2018
- kesäkuu 2018
- toukokuu 2018
- huhtikuu 2018
- maaliskuu 2018
- helmikuu 2018
- tammikuu 2018
- joulukuu 2017
- marraskuu 2017
- lokakuu 2017
- elokuu 2017
- kesäkuu 2017
- toukokuu 2017
- huhtikuu 2017
- maaliskuu 2017
- helmikuu 2017
- tammikuu 2017
- joulukuu 2016
- marraskuu 2016
- lokakuu 2016
- syyskuu 2016
- elokuu 2016
- kesäkuu 2016
- toukokuu 2016
- huhtikuu 2016
- maaliskuu 2016
- helmikuu 2016
- tammikuu 2016
- joulukuu 2015
- marraskuu 2015
- lokakuu 2015
- syyskuu 2015
- elokuu 2015
- kesäkuu 2015
- toukokuu 2015
- huhtikuu 2015
- maaliskuu 2015
- helmikuu 2015
- tammikuu 2015
- joulukuu 2014
- marraskuu 2014
- lokakuu 2014
- syyskuu 2014
- elokuu 2014
- kesäkuu 2014
- toukokuu 2014
- huhtikuu 2014
- maaliskuu 2014
- helmikuu 2014
- tammikuu 2014
- joulukuu 2013
- marraskuu 2013
- lokakuu 2013
- syyskuu 2013
Higgs ja maailmankaikkeuden synty
Pidin eilen Tutkijoiden yössä Fyysikkoseuran 70-vuotistapahtumassa Pecha Kucha –puheen. Puheeseen kuuluu 20 kuvaa, joista jokainen näkyy 20 sekuntia. Kuvien vaihtumisen vaikutelma tuskin välittyy tekstin sekaan laitettuna, joten jätän ne pois (yhteen niistä minulla taitaakin olla oikeudet vain esitykseen, ei www-sivuille). Mutta puheen sanat olivat jokseenkin seuraavanlaiset.
Fundamentaalinen fysiikka luotaa todellisuutta perustavanlaatuisimmalla tasolla. Tällä hetkellä on päästy siihen, että on kaksi pilaria, joihin kaikki periaatteessa nojaa. Yksi pilari on kvanttikenttäteoria. Sen tärkein osa on hienosyinen, vakaa ja kaunis rakenne jolle on annettu yhtä aikaa vaatimaton ja suureellinen nimi: Standardimalli. Kaikki mitä Maapallolla on, ja mitä tahansa täällä tapahtuu (gravitaatiota lukuun ottamatta) noudattaa Standardimallin sääntöjä.
Standardimalli on saavutuksena vähintään yhtä merkittävä kuin ihmiskunnan mikään arkkitehtoninen tai teknologinen rakennelma. Se kuitenkin eroaa niistä siten, että Standardimallia ei ole rakennettu, vaan se on löydetty. Fysiikka on todellisuuden arkeologiaa, jossa pyramideja ei kaiveta esiin menneisyyden hiekasta, vaan arkisen kokemuksen alta.
Standardimallin viimeinen pala saatiin paikalleen vuonna 2012, kun CERNin LHC-kiihdyttimen haaviin jäi Higgsin hiukkanen. Higgsin hiukkanen on tihentymä Higgsin kentässä, joka täyttää avaruuden ja antaa massat muille hiukkasille.
Nyt kun Higgsin hiukkanen on löydetty ja sen ominaisuudet on mitattu, niin Standardimallista tiedetään periaatteessa kaikki. Kiihdyttimillä etsitään tietä sen tuolle puolen ja yritetään saada kiinni tuntemattomista laeista, säännöistä Higgsin takana. Toistaiseksi mitään uutta ei ole löytynyt, joten katseet suunnataan taivaalle.
Kuten Kari Enqvist meille kertoi, taivaalla näkyvä kosminen mikroaaltotausta on kirjaimellisesti valokuva 14 miljardin vuoden takaa. Mikroaaltotausta syntyi, kun valo ja aine irtosivat toisistaan ensimmäisen kerran. Tummat täplät merkitsevät kohtia, missä oli enemmän ainetta. Tiheät alueet vetävät gravitaation kautta puoleensa lisää massaa ja kasvavat. Ne ovat siemeniä, joista galaksien verkko versoaa. Kaikki maailmankaikkeuden rakenteet juontavat juurensa mikroaaltotaustassa näkyviin sadastuhannesosan kokoisiin epätasaisuuksiin, suurimmasta pienimpään, satojen miljardien valovuosien pituisista galaksien rihmoista galakseihin, aurinkokuntiin, planeettoihin ja kaikkeen mitä niissä on. Myös meidän ulkomuotomme, luontomme ja kaikki kulttuurimme moninaisuus on peräisin näistä sattumanvaraisista kupruista. Siinä kaikki.
Nämä kuprut puolestaan saattavat palautua Higgsin kenttään.
Menestynein selitys rakenteen siementen alkuperälle on kosminen inflaatio. Lyhykäisyydessään ajatuksena on se, että maailmankaikkeuden alkuhetkinä, ensimmäisen sekunnin murto-osien perukoilla, avaruuden laajeneminen kiihtyi. Kiihtyvä laajeneminen teki avaruudesta tasaisen, kuin pöytäliinan vetäisi tiukaksi.
Kiihtyvästä laajenemisesta oli vastuussa jokin kenttä, joka täytti koko avaruuden, kenties Higgsin kenttä. Kentän gravitaatio ei vedä puoleensa, vaan hylkii, joten avaruuden alueet etääntyvät kiihtyvällä tahdilla. Kvanttifysiikan mukaan mikään ei ole täysin tasaista, kaikessa on kvanttivärähtelyjä, niin myös inflaatiota ajavassa kentässä. Inflaation aikana avaruuden nopea laajeneminen venyttää kentän vähäiset värähtelyt hiukkasfysiikan mittakaavasta kosmisiin mittoihin ja jäädyttää ne paikalleen, niin että ne eivät enää värähtele, vaan kiteytyvät siemeniksi.
Inflaation lopuksi kenttä -ehkä Higgsin kenttä- hajoaa tavalliseksi aineeksi, joka perii sen epätasaisuudet. Siellä missä kentän arvo on isompi, syntyy enemmän hiukkasia, mukaan lukien fotoneita, ja 14 miljardia vuotta myöhemmin kvanttivärähtelyjen jäljet hohtavat taivaalla piirrettynä mikroaaltojen näkymättömällä valolla.
Inflaatiossa keskeistä on siis toisaalta kvanttivärähtelyt ja toisaalta maailmankaikkeuden laajeneminen. Avaruuden laajeneminen perustuu fundamentaalin fysiikan toiseen tukipilariin, yleiseen suhteellisuusteoriaan.
Inflaatio on ensimmäinen –ja toistaiseksi ainoa– fysiikan alue, missä kvanttifysiikka ja yleinen suhteellisuusteoria ovat kohdanneet siten, että on päästy kokeellisesti testaamaan niiden yhteisiä ennustuksia. Inflaatiossa yhdistyvät lait, jotka hallitsevat yllä ja alla olevaa todellisuutta.
Jos Higgs on vastuussa inflaatiosta, niin tämä tarkoittaa sitä, että taivaalla miljardien valovuosien mittakaavassa näkyvä galaksien jakauma määräytyy LHC-kiihdyttimessä mitatuista hiukkasten ominaisuuksista.
Lisäksi Higgs-inflaatiossa on sellainen erityispiirre, että Higgs kytkeytyy aika-avaruuteen poikkeuksellisella tavalla, niin että Higgs-inflaation jättämistä vihjeistä taivaalla, erityisesti inflaation aikana syntyneiden gravitaatioaaltojen jäljistä, on mahdollista päätellä mitkä ovat aika-avaruuden ainesosat. Yleisestä suhteellisuusteoriasta, joka kuvaa aika-avaruutta, on nimittäin erilaisia versioita, emmekä tiedä mikä niistä on oikea: onko yleinen suhteellisuusteoria sellainen kuin sen muotoili Albert Einstein vuonna 1915, 1925, 1930, vai Abhay Ashtekar vuonna 1986, vai aivan muunlainen? Mutta tämän kertominen tarkemmin veisi meidät jo toiseen tarinaan.
14 kommenttia “Higgs ja maailmankaikkeuden synty”
Vastaa
Veikkauksia piparmintun tiimoilta
Ihmiskunta on tehnyt neljännen havainnon siitä, miten musta aukko -pari kiertää toisiaan ja sulautuu yhteen. Onnellinen tapahtuma oli elokuun 14. päivä, ja siitä kerrottiin julkisuuteen eilen; lehdistötiedote täällä. (Aiemmista havainnoista täällä, täällä ja täällä.) Mustien aukkojen törmäyksen synnyttämiä gravitaatioaaltoja kuvaavaan simulaatioon on tällä kertaa valittu värit, jotka saavat kierteisen aika-avaruuden näyttämään kosmiselta piparminttukaramellilta (tai ehkä hammastahnalta).
Mukana oli nyt kahden Yhdysvalloissa sijaitsevan LIGO-havaintolaitteen lisäksi Italiaan Pisan lähelle rakennettu Virgo. Virgo valmistui jo vuonna 2003, samoihin aikoihin kuin LIGO. Kumpikaan ei kuitenkaan aluksi ollut tarpeeksi herkkä kuulemaan gravitaatioaaltojen heikkoa viestiä, ja Virgo oli päivityksessä vuodesta 2011 viime heinäkuun loppuun asti. LIGO ehti havaita ensimmäiset aallot viime vuonna, ja Virgo ehti mukaan vasta viime elokuun alussa. Vain kaksi viikkoa Virgon mukaan tulon jälkeen kolme laitetta yhdessä havaitsivat aallon. Virgolla oli tuuria, koska havaintokausi lopetettiin jo 25. elokuuta laitteiden parantamista varten.
Havaitut aallot ovat jokseenkin samanlaisia kuin aiemmatkin. Ne ovat syntyneet noin 30 ja 25 Auringon massaisen mustan aukon kiertäessä toisiaan ja sulautuessa 2 miljardin valovuoden päässä. Virgon mukaantulo mahdollistaa signaalin tarkemman tutkimisen. Erityisesti tämä vaikuttaa kahteen asiaan: gravitaatioaaltojen polarisaatioon ja lähteen sijaintiin.
Gravitaatioaallot, kuten valoaallot ja vesiaallot, värähtelevät kohtisuoraan menosuuntaansa. Laineet värähtelevät vain yhteen suuntaan, ylös ja alas. Valo ja gravitaatioaallot sen sijaan voivat värähdellä tasossa eri tavoin, ja eri vaihtoehtoja kutsutaan polarisaatioiksi. Yleisen suhteellisuusteorian mukaan gravitaatioaalloilla on kaksi mahdollista polarisaatiota, aivan kuten fotoneilla. Useissa vaihtoehtoisissa gravitaatioteorioissa niitä voi olla enemmän tai vähemmän, yhdestä kuuteen.
LIGOn ja Virgon detektoreissa on kaksi maanpintaa pitkin menevää tunnelia. Gravitaatioaaltojen havaitseminen perustuu siihen, että kiitäessään detektorin läpi ne muuttavat tunnelien pituutta hieman, noin miljardisosan miljardisosan tuhannesosan verran. Värähtelysuunnan määrittämiseksi pitää mitata, miten pituudet muuttuvat eri suuntaan olevissa tasoissa. LIGOn laitteet ovat Yhdysvalloissa vain 3 000 kilometrin päässä toisistaan ja siksi suunnilleen samassa tasossa, mutta Virgo osoittaa eri suuntaan. Niinpä polarisaatio on saatu nyt määritettyä, ensimmäistä kertaa. Mitään poikkeamia yleisen suhteellisuusteorian ennusteista ei, kuten tavallista, ole löydetty.
On oikeastaan ällistyttävää, että mustien aukkojen törmäykset alkavat olla arkea. Elokuun havainnosta liikkui huhuja, joiden mukaan kyseessä olisi jotain kiinnostavampaa, nimittäin kahden neutronitähden törmäys. Monien arvostama tiedelehti Nature julkaisi artikkelin (löytyy myös täältä) aiheesta, jonka otsikossa puhuttiin huhuista ja ingressi selvensi, että kyse oli tarkemmin sanottuna juoruista. Vähemmän arvostettu ScienceAlert jopa uutisoi huhun olevan muka vahvistettu. En ole varma, onko tiedelehtien asia ryhtyä levittämään juoruja (joita tutkimusryhmät viisaasti eivät kommentoineet), vaikka niiden seuraamisessa onkin hevosurheilunomainen viehätys.
LIGO ja Virgo palaavat toimintaan ensi syksynä, ja silloin mustien aukkojen törmäyksiä odotetaan havaittavan viikoittain. Neutronitähtiä odotellaan myös, ja Virgon avulla niiden ominaisuuksien tutkiminen on nyt helpompaa. Kolme laitteen avulla aaltojen suunnan määrittäminen on huomattavasti tarkempaa kuin kahden, joten on helpompi tarkistaa, näkyykö samassa suunnassa samaan aikaan valonvälähdystä. Mustista aukoista tällaista ei odoteta (vaikka ensimmäisen havainnon yhteydessä moista esitettiinkin), mutta neutronitähdistä kyllä. Elokuussa etsittiinkin tällaista välähdystä, mikä antoi neutronitähtihuhuille nostetta. Ensi vuonna pääsee taas veikkaamaan.
19 kommenttia “Veikkauksia piparmintun tiimoilta”
-
Eusa sanoo:
Käsitin, että kandidaatteja on useita ja että 16.08.2017 havaitusta on analysointi edelleen kesken. Voisi olla neutronitähtien yhdistyminen, mutta ristiriitojakin olisi, esim. massat liian suuria… Huhuja tai juoruja – selvinnevät ajallaan.
-
Syksy Räsänen sanoo:
Tutkimusryhmät sanovat vertaisarvioinnin läpäisseessä tieteellisessä artikkelissaan yksiselitteisesti, että kyseessä on mustien aukkojen törmäys.
-
En tarkoittanut julkaistua havaintoa, vaan julkaisemattomia kandidaatteja, joista näitä huhuja/veikkauksia edelleen liikkuu.
Spekulointi huhuilla on kyllä aivan turhaa, vaikka jännän äärelle viekin, kuten kirjoititkin.
-
Ahaa, aivan.
-
-
-
-
Antti Kangasvieri sanoo:
Olisiko teoriassa mahdollista havaita painovoimalinssin taivuttamia painovoima-aaltoja? Olettaen gr ja ideaaliset detektorit.
-
Kyllä, samalla tavalla kuin gravitaatiolinssien taivuttamaa valoa. Signaali olisi se, että samaan aikaan (tai jollain viiveellä) tulee useita samanlaisia aaltoja hieman eri suunnista. Todennäköisyys sille, että juuri gravitaatioaaltojen lähteen ja meidän välissä on tarpeeksi iso linssi, että sillä olisi merkittävää vaikutusta, on kuitenkin hyvin pieni. Lisäksi nähtävissä olevan lähitulevaisuuden havaintolaitteiden tarkkuus (siinä suhteessa, miten hyvin niillä saa aallon alkuperäsuunnan määriteltyä) on kertaluokkia pienempi kuin gravitaatiolinssien aiheuttamat suunnan muutokset.
-
-
Lentotaidoton sanoo:
Koska LIGO ja VIRGO nyt lähtevät ilmeisesti vuoden parantelulomalle, niin missä vaiheessa muut ilmaisimet ovat, esim saksalaisten GEO600 ja Kiinalaisten ilmaisimet?
-
En ole näistä kovin perillä, mutta käsitykseni on seuraava.
Saksan GEO600 on ollut toimintakykyinen pitkään ja onkin ottanut dataa.
Japanin Kagraa rakennetaan par’aikaa, ja se aloittanee 2020 tienoilla. Intian Indigo on suunnitteluasteella, en tiedä koska rakentaminen olisi alkamassa jos se saa lopullisen hyväksynnän ja koska se aloittaisi toiminnan.
Kiinalaiset detektorit ovat käsittääkseni Intiankin detektoreita jäljessä suunnitteluasteella.
-
Sunnuntaikosmologi sanoo:
Teoreettikkona et ole ainakaan täsmälleen oikea osoite kysymykselleni, mutta kysynpä kuitenkin:
Toimivatko kaikki jo valmiit ja rakenteilla olevat painvoimadetektorit samalla perusteknologialla ? Jos on eroja niin tiedätkö minkälaisia ?
ps-kysymys: Suostutko veikkaamaan kohta tulevaa seuraavaa fysiikan Nobelia ?
-
Tarkoitin yllä siis gravitaatioaaltodetektoria enkä painovoimadetektoria
-
Kaikissa nykyisissä ja rakenteilla olevissa gravitaatioaaltodetektoreissa on sama perusidea, eli käytetään laserinterferometriä mittaamaan pituuden muutoksia.
Teknologian yksityiskohdissa on eroja. Seuraavan sukupolven gravitaatioaaltodetektori LISAssa on kolme satelliittia, joissa detektorin käsien pituus on 5 miljoonaa kilometriä ja sen toteuttaminen on hyvin erilaista kuin LIGOn neljän kilometrin maanpäällisen putken.
LIGO:n johtohahmot saavat varmasti Nobelin palkinnon ennemmin tai myöhemmin, ehkä jo tänä vuonna.
-
-
-
-
-
”LIGO:n johtohahmot saavat varmasti Nobelin palkinnon ennemmin tai myöhemmin, ehkä jo tänä vuonna”
https://www.avaruus.fi/uutiset.html
Nysse tuli -
Loputon mielenkiintoisuus sanoo:
Voidaanko mitenkään arvioida/veikata/olentaa/todentaa, että loppuuko näiden gravitaatioaaltojen matkat koskaan vai kulkevatko ne loputtomasti avaruudessa äärettömän matkan?
-
Aallot heikkenevät kulkiessaan, joten havaitseminen muuttuu yhä vaikeammaksi. Ei ole varaa, onko olemassa jokin periaatteellinen raja, jonka jälkeen aaltoja ei edes periaatteessa ole mahdollista enää havaita.
-
-
Nyt kaikki korvat hörölleen 16.10 ensi maanantaina!
https://www.eso.org/public/announcements/ann17071/
” groundbreaking observations of an astronomical phenomenon that has never been witnessed before.”
-
Paluuviite: Kosmokseen kirjoitettua | Aika-avaruuden atomit
Vastaa
Tiede-tutkimus-tarina sekä pimeä aine
Perjantaina 29.9. puhun kello 20 alkavassa Suomen Fyysikkoseuran 70-vuotistilaisuudessa Tiede-Tutkimus-Tarina Higgsin kentästä ja inflaatiosta Pecha Kucha –formaatilla. Paikalla ovat puhumassa myös mm. Hanna Vehkamäki molekyylien kosiomenoista ja Kari Enqvist totuuden jälkeisestä ajasta. Juontajana on TV:stä tuttu Anne Liljeström. Tapahtuman traileri on täällä.
Paikkana on Helsingin yliopiston päärakennuksen pieni juhlasali, Fabianinkatu 33 (4. kerros). Puheet livestreamataan, päivitän tiedot tänne myöhemmin. Tilaisuus on ilmainen, mutta sinne sopii ilmoittautua täällä. Kuohuviinitarjoilu.
Tiistaina 3.10. kello 18 puhun Kajaanin planeetan 30-vuotistilaisuudessa (Kaukametsän opiston auditorio, Koskikatu 4 b) aiheesta ”Maailmankaikkeuden historia ja pimeä aine”. Tilaisuus on ilmainen.
Päivitys (20/09/17): Pecha Kucha -puheiden livestream löytyy täältä.
Päivitys (09/10/17): Pecha Kucha -puheeni tallenne löytyy täältä, ja teksti täältä. Kaikkien puheiden tallenteet löytyvät täältä.
Jos laadit ”toisen tarinan” merkinnän yleisen suhteellisuusteorian versioista, pyydän että voisit kuvata Einstein-Cartan-Kibble-Sciama -teorian ja loop quantum -gravitaation pyrkimyksiä.
Loop quantum gravityssä on kyse (nimensä mukaisesti) kvanttigravitaatiosta, ei yleisen suhteellisuusteorian eri muotoilusta. (Se perustuu tässäkin mainittuun Ashtekarin muotoiluun.) Saatan kirjoittaa siitä jossain vaiheessa. Einstein-Cartanin teoriaa tuskin täällä käsittelen.
Muistutuksena (viitaten kommentteihin joita ei ole julkaistu), tämä kommenttiosio ei ole oikea paikka omien fysiikan spekulaatioiden esittelemiseen.
Mitä ovat suhteellisuusteorian eri versiot? Mitä ero niissä on? En ole kuullutkaan että Albert Einstein on tehnyt siitä eri versioita tai muotoiluja.
Tämän kertominen tarkemmin veisikin jo toiseen tarinaan. Yleisestä suhteellisuusteoriasta on erilaisia käsitteellisesti erilaisia muotoiluja, jotka kuitenkin yleisen suhteellisuusteorian ja tietynlaisen ainesisällön tapauksessa ovat fysikaalisesti identtisiä. Higgs-inflaation tapauksessa näin ei kuitenkaan ole. Tämä on eräs tutkimuskohteeni, asiasta kenties lisää jossain myöhemmässä merkinnässä.
Eikö ole niin että sekä LHC:n että LIGO:n saavutukset tähän mennessä ovat olleet lähinnä sitä että ovat kokeellisesti vahvistaneet sen mitä niiden oletettiinkin vahvistavan ?
Jo nämä saavutukset ovat toki mittaamattoman arvokkaita. Mutta onko tilanne sekä astrofysiikassa että hiukkasfysiikassa se että alan peruskurssien oppikirjat eivät välttämättä juurikaan muutu seuraavan 25 vuoden aikana ?
Asia on juurikin näin. Tosin LIGOn kohdalta sillä varauksella, että mustien aukkojen oli odotettu olevan hieman pienempiä. En tiedä kuinka tärkeä löytö tämä on tähtien kehityksen tutkimiselle.
Edellinen merkittävä yllättävä havainto kosmologiassa ja hiukkasfysiikassa oli kiihtyvä laajeneminen noin 20 vuotta sitten. Hiukkasfysiikasssa tämä onkin ongelma, olen kirjoittanut siitä mm. täällä:
https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/nelja-vuosikymmenta-eramaassa/
1980-luvulta 2000-luvulle kosmologiassa tapahtui valtavasti kehitystä niin teorian kuin havaintojen osalta. Voi olla että tahti tasaantuu, mutta on mahdotonta sanoa, mitä seuraavan 25 vuoden aikana löydetään.
Mustien aukkojen lähestyessä ja sulautuessa vapautuu energiaa, samoin kaiketi inflaatiossa. Mahdollinen gravitaation välittävä hiukkanen varmaankin täytyisi olla ilman massaa, jotta vapautuva energia tosiaan jäisi gravitaatioaaltoina taivuttamaan aika-avaruutta. Mitä sanoo fyysikko?
Mustien aukkojen lähestyessä toisiaan ja sulautuessa tosiaan systeemi lähettää valtavia määriä energiaa, viimeisen sekunnin aikana enemmän kuin näkyvän maailmankaikkeuden kaikki tähdet yhteensä aikana.
Gravitaatioaallot, jotka käyttäytyvät kuten massattomat hiukkaset, kuljettavat tämän energian pois mustien aukkojen törmäysalueesta. Niiden suhteesta hiukkasiin tarkemmin, ks. https://www.ursa.fi/blogi/kosmokseen-kirjoitettua/painon-valittajasta/
Inflaatiolle kokonaisenergia ei ole hyvin määritelty käsite (yleisessä suhteellisuusteoriassa se voidaan määritellä vain erityisissä tapauksissa). Mutta jos tarkastelee tietyssä tilavuudessa yhteenlaskettua energiatiheyttä, niin se tosiaan kasvaa valtavasti inflaation aikana. Prosessilla ei kuitenkaan ole mitään tekemistä gravitaation välittämisen kanssa.
”erityisesti inflaation aikana syntyneiden gravitaatioaaltojen jäljistä, on mahdollista päätellä mitkä ovat aika-avaruuden ainesosat”.
Muistamme kaikki BICEP2den onnettomasti päättyneet seikkailut. Onko asian tiimoilta kuulunut sen jälkeen mitään mielenkiintoista? Tutkimusryhmähän jatkoi työskentelyään. (vai tarkoititko tässä taustasäteilyä, sekin toki pohjautuu inflaation gravitaatioaaltojen fluktuaatioihin?)
Kyllä, tarkoitin mikroaaltotaustassa näkyviä gravitaatioaaltojen jälkiä. Viimeisin raja inflaatiossa syntyneiden gravitaatioaaltojen voimakkuudelle on vuodelta 2015, jolloin Planck ja BICEP2/Keck yhdistivät tuloksensa.
Uusia gravitaatioaaltoja etsiviä satelliitteja suunnitellaan Euroopassa, Yhdysvalloissa ja Japanissa. Helsingin yliopiston fysiikan laitoskin on eurooppalaisessa Core-projektissa mukana Hannu Kurki-Suonion johdolla. Näistä seuraavan sukupolven laitteista kaavaillaan noin sata kertaa nykyisiä tarkempia. Palaan kenties niihin myöhemmin.