Bicep 2 teleskoop lõunapoolusel Foto: AP/SCANPIX

Teadlased kuulutasid "täiesti uut ajastut" füüsikas pärast "ürgsete gravitatsioonilainete" ehk Suure Paugu esimeste lainete avastamist.

Imepisikesed lainevirvendused aegruumis on kõige värskemalt kontrollitud märgid Albert Einsteini 1916. aasta relatiivsusteooriast. Siiamaani on olnud vaid kaudseid tõendeid nende olemasolu kohta. Avastus loob ka tugeva sideme üldrelatiivsusteooria ja teise tähtsa füüsika tugisamba, kvantmehhaanika, vahele.

"See on tõeline läbimurre," ütles University College Londoni kosmoloog Andrew Pontzen, kes ei olnud avastusega seotud, The Guardianile. "See toob täiesti uue ajastu kosmoloogiasse ja ka füüsikasse." Kui avastust kinnitatakse, viib see kindlasti ka Nobeli preemiani.

Avastus, mida veel ei ole teadusajakirjaski ilmunud, tehti teatavaks esmaspäeval, Harvar-Smithsoniani astrofüüsika keskuses Cambridge'is (Massachusetts, USA). Selle taga on eksperiment Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization 2 (Bicep2) teleskoobiga, mis asub lõunapoolusel.

Avastus annab samuti otsese tõendi ammusele paisumise hüpoteesile, mille kohaselt hakkas universum sekundi murdosa pärast Suurt Pauku tohutult laienema. Ilma selle kiire kasvuspurdita ei oleks gravitatsioonilained piisavalt suurenenud, et olla märgatavad.

Graafika: Raimo Reiman

"Selle signaali avastamine on tänapäevase kosmoloogia üks suuremaid eesmärke. Palju tööd paljude inimeste poolt on selle hetkeni viinud," ütles John Kovac Harvard-Smithsoniani astrofüüsika keskusest, kes juhtis Bicep2 koostööd, The Guardianile.

Ürgsed gravitatsioonilained olid nähtavad, sest nad moodustasid keerduvaid mustreid, mida kutsutakse polarisatsiooniks, Suure Paugu valguses. Polarisatsioon on suund, kuhu valguslaine võngub. See on inimsilmale, mis suudab vaid eredust ja värvi registreerida, nähtamatu. Näiteks Polaroid päikeseprillid, mis on tehtud polaroid-lehtedest toimivad nii, et blokivad kõik valguskiired peale kindla polarisatsiooniga kiirte.

Valgus, mis tekkis Suurest Paugust, on muutunud mikrolaineteks liikudes läbi kosmose. Need mikrolained avastati aastal 1964 ja neid tuntakse kosmilise mikrolaine-taustkiirguse nime all. Bicep2 ehitati nende polarisatsiooni mõõtmiseks.

Vaata Reutersi videot avastuse kohta: 

Siiamaani arvati, et gravitatsioonilised lainesignaalid peaksid olema väga tugevad, et neid saaks olemasoleva tehnoloogiaga Maa pinnalt avastada. Bicep2-i meeskond on signaali analüüsinud kolm aastat, et olla kindel. "See on olnud nagu nõela heinakuhjast otsimine, kuid selle asemel leidsime hoopis kangi," ütles meeskonna kaasjuht Clem Pryke Minnesota ülikoolist.

Sellegipoolest peab signaali veel kinnitama. "Palju inimesi vaatab seda väga kriitiliselt," ütles kosmoloog Pontzen The Guardianile.

Kinnitus võib tulla juba selle aasta augustis. Euroopa kosmosejaama satelliit Planck on otsinud samu signaale ja peaks oma tulemused üsna pea avalikuks tegema.

Kui Bicep2 vaatas ainult osa taevast lõunapooluselt, siis Planck kaardistas kogu taeva. Kui signaal ja selle tugevus saavad kinnitust, on kosmoloogidel erakordselt rikkalik kogus andmeid Suurele Paugule vahetult järgneva olukorra kohta.

Signaali olemasolu võib samuti paljastada seose kahe suure füüsikateooria vahel: üldrelatiivusteooria ja kvantmehhaanika, luues "kõige teooria". Hoolimata peaaegu sajandi jooksul nähtud vaevast, ei ole maailma füüsikud suutnud näidata, kuidas need kaks teooriat koos töötavad.

Kuigi mõõtmistulemusi võivad mõjutada teatud segajad nagu näiteks teiste galaktikate valgus ja tolmukogumid, ei anna see veel põhjust arvata, et tegemist ei ole reaalse signaaliga. Seda kahtlust saab kõrvaldada sellega, et teised teleskoobid ja kosmosejaamad suudavad need signaalid samuti kindlaks teha.