[/rubrik]
Det enda sättet att veta hur universum var vid ögonblicket av Big Bang kräver analys av gravitationsvågor som skapades när universum började. Forskare som arbetar med Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) säger att deras första undersökningar av dessa gravitationsvågor inte har visat något. Men det är bra. Att inte upptäcka vågorna ger begränsningar för universums initiala förhållanden och begränsar fältet för var vi faktiskt behöver leta för att hitta dem.
Ungefär som den producerade den kosmiska mikrovågsbakgrunden, tros Big Bang ha skapat en flod av gravitationsvågor - krusningar i tyget av rum och tid. Från vår nuvarande förståelse är gravitationsvågor den enda kända formen av information som kan nå oss oförvrängda från universums början. De skulle observeras som en 'stokastisk' eller slumpmässig bakgrund och skulle bära med sig information om deras våldsamma ursprung och om gravitationens natur som inte kan erhållas med konventionella astronomiska verktyg. Vågornas existens förutspåddes av Albert Einstein 1916 i hans allmänna relativitetsteori.
Analys av data som tagits under en tvåårsperiod, från 2005 till 2007, visar att den stokastiska bakgrunden för gravitationsvågor ännu inte har upptäckts. Men icke-upptäckten av bakgrunden, som beskrivs i en ny tidning i 20 augusti Nature, erbjuder sitt eget märke av insikt i universums tidigaste historia.
'Eftersom vi inte har observerat den stokastiska bakgrunden har vissa av dessa tidiga universumsmodeller som förutsäger en relativt stor stokastisk bakgrund uteslutits', säger Vuk Mandic, biträdande professor vid University of Minnesota och chefen för gruppen som utförde analys. 'Vi vet nu lite mer om parametrar som beskriver universums utveckling när det var mindre än en minut gammalt.'
Enligt Mandic begränsar de nya fynden modeller av kosmiska strängar, objekt som föreslås ha blivit över från början av universum och därefter sträckts till enorma längder genom universums expansion; strängarna, säger vissa kosmologer, kan bilda slingor som producerar gravitationsvågor när de svänger, sönderfaller och så småningom försvinner.
'Eftersom vi inte har observerat den stokastiska bakgrunden, har vissa av dessa tidiga universumsmodeller som förutsäger en relativt stor stokastisk bakgrund uteslutits,' sa Mandic. 'Om kosmiska strängar eller supersträngar existerar måste deras egenskaper överensstämma med de mätningar vi gjorde - det vill säga deras egenskaper, såsom strängspänning, är mer begränsade än tidigare.'
Detta är intressant, säger han, 'eftersom sådana strängar också kan vara så kallade fundamentala strängar, som förekommer i strängteorimodeller. Så vår mätning erbjuder också ett sätt att undersöka strängteorimodeller, vilket är mycket sällsynt idag.'
Analysen använde data som samlats in från LIGO-interferometrarna i Hanford, Washington och Livingston, La. Var och en av de L-formade interferometrarna använder en laser som delas upp i två strålar som färdas fram och tillbaka längs långa interferometerarmar. De två strålarna används för att övervaka skillnaden mellan de två interferometerarmlängderna.
Nästa fas av projektet, kallad Advanced LIGO, kommer att gå online 2014 och vara 10 gånger känsligare än det nuvarande instrumentet. Det kommer att göra det möjligt för forskare att upptäcka katastrofala händelser som kollisioner med svarta hål och neutronstjärnor på tio gånger större avstånd.
Nature-uppsatsen har titeln 'En övre gräns för amplituden hos stokastisk gravitationsvågbakgrund av kosmologiskt ursprung.'
Källa: EurekAlert