https://frosthead.com

האם מהירות האור הייתה מהירה יותר ביקום הקדום?

כל מי שלקח את הפיסיקה 101 עבר עובדה זו בקדחתו: מהירות האור היא קבועה ונוסעת במהירות של 186, 000 מיילים לשנייה. למעשה, זוהי אבן הפינה לחלק גדול מהפיזיקה המודרנית, ובמיוחד תיאוריית היחסות המיוחדת של איינשטיין, מדווח ג'וזף דוסו במפקד המדע הנוצרי .

אך יתכן שזה לא המקרה. במאמר חדש שפורסם בכתב העת Physical Review D, חואו מג'יג'ו, פיזיקאי תיאורטי ממכללת אימפריאל לונדון, וניאש אפשורדי, מאוניברסיטת ווטרלו בקנדה, בוחנים את הרעיון שמהירות האור הייתה שונה בעבר - מכווצת על ידי הרבה יותר מהר בחיתולי היקום מאשר היום.

איאן דוגמא בגרדיאן מסביר:

מג'יג'ו ואפשורדי הגישו את התיאוריה שלהם כדי להסביר מדוע הקוסמוס נראה דומה זה לזה לאורך מרחקים גדולים. כדי להיות אחידים כל כך, קרני האור בטח הגיעו לכל פינה בקוסמוס, אחרת אזורים מסוימים היו קרירים וצפופים יותר מאחרים. אך אפילו כשהוא נע במהירות של 1 מיליארד קמ"ש, האור לא נסע מספיק מהר כדי להתפשט עד כה ואף להפיץ את הבדלי הטמפרטורה ביקום.

כדי להסביר את הפער הזה פיסיקאים פיתחו את תורת האינפלציה, מה שמרמז כי היקום המוקדם היה קטן בהרבה, מה שמאפשר לטמפרטורות להתפשט. ואז שעות נוספות היא השקיעה להגיע לגודלה הנוכחי. אך לרוב נמתחת ביקורת על רעיון זה מכיוון שהוא דורש יצירת מערכת של תנאים שהיו קיימים רק בינקותו של היקום - דבר שלא ניתן לבדוק בקלות.

עם זאת, הקונספט של מג'וג'ו ואפשורדי זוכה למתיחה. "התיאוריה, שהצענו לראשונה בסוף שנות התשעים, הגיעה כעת לנקודת בגרות - היא הניבה תחזית ניתנת לבחינה", הוא אומר בהודעה לעיתונות. "אם התצפיות בעתיד הקרוב ימצאו את המספר הזה כמדויק, זה יכול להוביל לשינוי תורת הכובד של איינשטיין."

הצמד בדק את הרעיון הזה על רקע מיקרוגל מיקרוגל של היקום (CMB), שהוא הקרינה שנוצרה זמן קצר לאחר המפץ הגדול שממלא את היקום. בהתבסס על מודל החוקרים, ה- CMB פועל כמעין ציר זמן לתנודות ביקום, ומתעד כיצד מהירות הכובד ומהירות האור משתנות עם וריאציות בטמפרטורה, מדווח מייקל ברוקס ב- New Scientist .

"בתיאוריה שלנו, אם אתה חוזר ליקום המוקדם, יש טמפרטורה שהכל נעשה מהיר יותר. מהירות האור עוברת עד אינסוף ומתפשטת הרבה יותר מהר מכוח הכובד, "אומר אפשורדי לדוגמא. "זהו מעבר שלב באותו אופן שבו מים הופכים לאדים."

ברוקס מסביר:

זה מקבע ערך הנקרא אינדקס הספקטרלי, המתאר את אדוות הצפיפות הראשוניות ביקום, ב- 0.96478 - ערך שניתן לבדוק מול מדידות עתידיות. הנתון האחרון, עליו דיווח הלוויין Planck ממיפוי CMB בשנת 2015, מציב את מדד הספקטרום בכ -0.968, קרוב למדי.

גם אם המספרים לא תואמים, החוקרים אומרים שהם יהיו שמחים. "זה יהיה נהדר - אני לא אצטרך לחשוב שוב על התיאוריות האלה, " מג'יג'ו אומר לברוקס. "יישלל כל מעמד התיאוריות בו מהירות האור משתנה ביחס למהירות הכובד."

המדגם מדווח כי הרעיון לא עבר ביקורת. דייוויד מארש במרכז לקוסמולוגיה תיאורטית באוניברסיטת קיימברידג 'אומר כי לרעיון יש יותר מדי סוגיות תיאורטיות שלא הושלמו, בעוד שנראה כי האינפלציה הגיונית יותר ויותר. "תחזיות האינפלציה שפותחו על ידי סטיבן הוקינג ואחרים לפני למעלה משלושים שנה נבדקו על ידי תצפיות קוסמולוגיות והתמודדו היטב עם המבחנים הללו, " הוא אומר לדוגמא. "מדענים רבים רואים באינפלציה הסבר פשוט ואלגנטי למקור הגלקסיות ביקום."

האם מהירות האור הייתה מהירה יותר ביקום הקדום?