La théorie de l'inflation propose que l'univers subisse une période d'expansion exponentielle juste après le Big Bang. Mais une équipe de chercheurs a maintenant découvert que le rayonnement gravitationnel peut être produit par un mécanisme autre que l'inflation. Donc, ce type de rayonnement, s'il est finalement détecté, ne fournira pas la preuve concluante de la théorie de l'inflation qui était autrefois considérée comme une certitude.
"Si nous voyons un fond d'ondes gravitationnelles primordial, nous ne pouvons plus dire avec certitude qu'il est dû à l'inflation", a déclaré l'astronome Lawrence Krauss, de l'Université Case Western Reserve.
La théorie de l'inflation a été proposée pour la première fois par le cosmologiste Alan Guth en 1981 comme un moyen d'expliquer certaines caractéristiques de l'univers qui avaient auparavant dérouté les astronomes, comme pourquoi l'univers est si proche d'être plat et pourquoi il est si uniforme. Aujourd'hui, l'inflation reste le meilleur moyen de comprendre théoriquement de nombreux aspects du début de l'univers du Big Bang, mais la plupart des prédictions de la théorie sont assez vagues pour que même si les prédictions étaient observées, elles ne fourniraient probablement pas de clarté. couper la confirmation de la théorie.
Mais le rayonnement gravitationnel était considéré comme l'une des principales prédictions de la théorie de l'inflation, et la détection de ce spectre a été considérée par les physiciens comme une preuve du «pistolet fumant» qu'une inflation s'est effectivement produite, il y a des milliards d'années.
Le rayonnement gravitationnel est une prédiction de la théorie d'Einstein de la relativité générale. Selon la théorie, chaque fois que de grandes quantités de masse ou d'énergie se déplacent, cela perturbe l'espace-temps environnant et des ondulations émanent de la région où le décalage se produit. Ces ondulations ne sont pas faciles à détecter, mais il existe une expérience conçue pour rechercher directement ce rayonnement, le Laser Interferometer Gravitational Wave Observatory (LIGO) à Livingston, en Louisiane. La prochaine mission Planck, dont le lancement est prévu en 2009, la recherchera indirectement en examinant le fond cosmique des micro-ondes.
Jusqu'à présent, il était largement admis que la détection d'un rayonnement gravitationnel sous forme de lumière polarisée provenant du CMB confirmerait la théorie de l'inflation, car on pensait que l'inflation serait le seul moyen de produire ce rayonnement. Mais Krauss et son équipe ont soulevé la question de savoir si ce rayonnement peut être indubitablement lié à l'inflation.
L'équipe de Krauss propose qu'un phénomène appelé «rupture de symétrie» puisse également produire un rayonnement gravitationnel. La rupture de symétrie est un élément central de la physique fondamentale des particules, où un système passe de symétrique à un état de basse énergie qui n'est pas symétrique. L'explication de Krauss est qu'un «champ scalaire» (similaire à un champ électrique ou magnétique) s'aligne à mesure que l'univers se développe. Mais à mesure que l'univers se développe, chaque région sur laquelle le champ est aligné entre en contact avec d'autres régions où le champ a un alignement différent. Lorsque cela se produit, le champ se détend dans un état où il est aligné sur toute la région et en train de se détendre, il émet un rayonnement gravitationnel.
Tout cela est assez déroutant, mais la version condensée sucrée est que si un rayonnement gravitationnel est jamais détecté, cet événement ne vérifiera pas nécessairement la théorie de l'inflation. Par conséquent, il reste à voir si la théorie de l'inflation peut être confirmée.
L'article de Krauss «Spectre invariant à presque échelle du rayonnement gravitationnel des transitions de phase globales» est publié dans les lettres d'examen physique d'avril 2008.
Source des informations originales: communiqué de presse de Case Western Reserve University
