הדרך היחידה לדעת כיצד היה היקום ברגע המפץ הגדול דורשת ניתוח של גלי הכבידה שנוצרו כאשר היקום החל. אי גילוי הגלים מספק אילוצים לגבי התנאים הראשוניים של היקום, ומצמצם את השדה איפה אנחנו באמת צריכים לחפש כדי למצוא אותם.
כמו שהוא מייצר את הרקע הקוסמי של המיקרוגל, כך מאמינים כי המפץ הגדול יצר שיטפון של גלי כבידה - אדוות במרקם החלל והזמן. מההבנה הנוכחית שלנו, גלי הכבידה הם צורת המידע הידועה היחידה שיכולה להגיע אלינו ללא מעוות החל מראשית היקום. הם נצפו כרקע "סטוכסטי" או אקראי, וישאו עימם מידע על מוצאם האלים ועל אופי הכובד שלא ניתן להשיג באמצעות כלים אסטרונומיים קונבנציונליים. קיומם של הגלים ניבא על ידי אלברט איינשטיין בשנת 1916 בתיאוריית היחסות הכללית שלו.
ניתוח הנתונים שנלקחו במשך שנתיים, משנת 2005 עד 2007, מניב כי הרקע הסטוכסטי של גלי הכבידה טרם התגלה. אולם אי-גילוי הרקע, המתואר בעיתון חדש בכתב העת Nature of 20, מציע סוג תובנה משלו על ההיסטוריה המוקדמת ביותר של היקום.
"מכיוון שלא צפינו על הרקע הסטוכסטי, נשללו חלק מהמודלים המוקדמים ביקום המנבא רקע סטוכסטי גדול יחסית", אמר ווק מנדיק, עוזר פרופסור באוניברסיטת מינסוטה וראש הקבוצה שביצעה את ניתוח. "אנו יודעים כעת קצת יותר על פרמטרים המתארים את התפתחות היקום כשהיה בן פחות מדקה."
על פי מנדיק, הממצאים החדשים מגבילים מודלים של מיתרים קוסמיים, חפצים שמוצעים שנשארו להם מראשית היקום ונמתחו לאחר מכן לאורכים עצומים על ידי התפשטות היקום; המיתרים, כך טוענים חלק מהקוסמולוגים, יכולים ליצור לולאות המייצרות גלי כבידה כאשר הם מתנדנדים, מתפוררים ובסופו של דבר נעלמים.
"מכיוון שלא צפינו על הרקע הסטוכסטי, נשללו כמה מהמודלים המוקדמים ביקום המנבא רקע סטוכסטי גדול יחסית", אמר מנדיק. "אם קיימים מיתרים או עליונות קוסמיות, על המאפיינים שלהם להתאים למדידות שביצענו - כלומר תכונותיהם, כמו מתח מיתרים, מוגבלים יותר מבעבר."
זה מעניין, הוא אומר, "מכיוון שמיתרים כאלה יכולים להיות גם מה שמכונה מיתרי יסוד, המופיעים במודלים של תורת המיתרים. כך שהמדידה שלנו מציעה גם דרך לבחון מודלים של תורת המיתרים, דבר שנדיר מאוד כיום. "
בניתוח נעשה שימוש בנתונים שנאספו ממפריעי הביניים של ליגו בהנפורד, וושינגטון, וליווינגסטון, לה. כל אחד מהאינטרפרומטרים בצורת ה- L משתמש בפיצול לייזר לשתי קורות הנעות קדימה ואחורה לאורך זרועות אינטרפרומטר ארוכות. שתי הקורות משמשות לפיקוח על ההבדל בין שני אורכי זרוע האינטרפרומטר.
השלב הבא של הפרויקט, שנקרא Advanced LIGO, יכנס לרשת בשנת 2014, ויהיה רגיש פי עשרה מהמכשיר הנוכחי. זה יאפשר למדענים לאתר אירועים קטצמלמיים כמו התנגשויות של חור שחור וכוכבי נויטרונים במרחקים גדולים פי 10.
העיתון "טבע" נקרא "מגבלה עליונה על ההפרעה של רקע גל-כבידה סטוכסטי ממוצא קוסמולוגי."
מקור: EurekAlert
