빅뱅의 핵심부분

첫 번째 순간

우주에서 제일 오래된 빛은 우주가 투명해질 정도로 냉각된 이다음로 130억 년 이상 동안 우주를 통해 흐르고 있고요. 천문학자들은 이 “우주 마이크로파 배경(Cosmic Microwave Background, CMB)”을 똑바로 매핑 하고 이를 활용하여 우주가 그냥저냥 감동할 정도로 균일하다는 실태를 알게 됐어요. CMB는 우주의 나이가 간신히 380,000년이었을 때 모든 곳에서 대부분 같은 물질 밀도를 소지하고 있었음을 발휘합니다. 그리고 오늘날 천문학자들은 모든 방향에서 은하계를 봐요.

그렇지만 CMB는 무척 다소 뭉쳐 있으며 독특한 방법으로 뭉쳐 있어요. 조밀하고 얇은 반점은 상당히 작은 것부터 상당히 큰 것까지 모든 크기로 보여집니다니다. 오늘날 우리는 단일 은하에서 거대 메가 클러스터에 들기까지 연관 패턴을 봐요.

우주가 어떻게 이런식으로 되었습니까? 인플레이션은 우주의 처음 아주 짧은 순간 동안 모든 크기의 덩어리가 어떻게 변화했는지 설명하려고 시도하면서 시계를 한층 더 더 뒤로 감습니다. 이 기간 동안 미미한 우주는 에너지로 부글부글 끓었고 양자 이론이 그 시대를 지배했어요. 양자 구역에서는 아무것도 완전하게 정규적으로 유지되지 않아요. 아원자 불안은 팽창하는 우주에 작은 결함을 연속적으로 적용하여 결국 빛, 물질, 암흑 물질 등이 될 물질의 밀도를 조정했다고 합니다. 성장하는 우주는 이러한 결점을 계속적으로 확장시켰고, 심하면 더 새삼스럽고 작은 변동이 계속 일으켜서 모든 크기의 한시적인 현상을 초래했어요. 결국 CMB는 최종 제품을 기록했어요. “인플레이션은 자연스럽게 똑바로 그 유형의 덩어리를 생성하더라고요.”라고 Pryke는 말해요 .

잃어버린 조각

그렇지 아니하면 거론가 진행됩니다. 인플레이션은 천문학자들이 물질, 암흑 물질 등에 의해 형성된 대규모 패턴을 연구할 때 보는 것을 똑바로 설명하여서 우주 탄생의 주요 이론이 됐어요.

그리하나 한 종류 패턴이 그들을 피했답니다. 시공간의 구조 자체는 양자 규모에서 무결하게 가만히 있을 수 없다하며 인플레이션은 물질과 다른 모든 것과 동등한 방식으로 초기 진동을 때맞은 파동으로 확장했어야 하고요. 이 원시 중력파는 CMB에 희미한 지문, “B 모드 편광”으로 불리는 빛의 특정 소용돌이를 남겼을 것이라고 합니다. 천문학자들은 패턴이 충분히 눈에 띄지만 아직 찾지 못한 경우 오늘날 이러한 나선을 직접 감지 가능한 역량이 있다고 합니다.

비관스럽게도 우주는 유사한 형식으로 빛나는 물질로 가득 차 있고요. 예를 들어, BICEP 팀은 2014년에 원시 중력파의 발견을 의기양양하게 발표했다고 하나 나중에야 은하수의 별 사이의 공간을 채우는 자기장을 따라 흐르는 먼지 알갱이의 희미한 열 광선을 터득했다는 실정을 알게 되었어요.

여태까지 제일 낮은 천장

BICEP/Keck의 협력은 이제 그들의 방법을 고치고 맑고 건조한 공기가 우주의 수정처럼 맑은 전망을 전달하는 남극에서 일련의 망원경을 설정하는 데 수년을 보냈습니다. 그들의 최신 결과는 지난 3세대 남극 망원경의 데이터를 다른 실험과 혼합한 것이예요.

10년 이상 동안 그들은 센서의 수를 수십에서 수천으로 늘렸습니다 . 그리고 최후적으로, 그들은 관찰하는 “컬러” 세트를 한 파장에서 세 파장으로 확장했어요. 전체 우주를 채우는 CMB의 모든 B 모드 소용돌이는 모든 파장에서 말끔하게 나타나야 하더라고요. 그렇지만 다른 파장에서 더 강하게 일어나는 편광은 국지적인 먼지 때문일 수 있다고 합니다.

얼마나 많은 인플레이션이 우주를 뒤흔들었는지에 대한 주요 척도는 “텐서-스색상 비율” 또는 현장에 있는 비율에 대한 r이라 하는 이름으로 사용됩니다. 이 단일 숫자는 다른 변동에 견주어서 시공간이 얼마나 튼튼하게 물결치는지를 설명해요. 0의 r 은 인플레이션이 우주의 구제를 도무지 흔들지 않았다는 것을 상징하며, 우주론 교과서의 첫 번째 장을 뜯어내야 할 수도 있는 것을 시사하고요.

BICEP/Keck 관측은 원시 중력파의 상한선을 지속적으로 낮추어 r이 2016년에는 0.09보다 작아야 하고 2018년에는 0.07보다 작아야 함을 선사합니다 . Physical Review Letters 에 발표된 최신 결과를 통해 공동 작업은 아래와 같이 95% 신뢰도를 발휘합니다. r은 0.036보다 작아야 하며, 이는 예사로 연구되는 인플레이션 모델 클래스 중 1개를 불가능숙하게 만들어 주는 값이라고 합니다.

중력파의 축소 한계로 인해 이론가들은 점차 더 웅크려야 했으나 인플레이션이라고 하는 통상적인 주제에 대한 많은 리프는 변함없이 새삼스러운 BICEP/Keck 지붕 하단에 소홀하게 맞습니다. 하지만 분위기은 점차 증세가 좋아지고 있으며 한도가 0.01 아래로 떨어트리면 많은 인플레이션 연구자들이 땀을 흘리기 시작할 것이라고 합니다.

John Hopkins University의 이론가인 Marc Kamionkowski는 2019년 Physics Today 에 “인플레이션의 기본 교과서 모델보다 낮은 값을 얻는 것은 무척 어렵습니다.”라고 말했어요.

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