Selama dekad berikutnya, ahli kosmologi akan berusaha untuk memerhatikan detik-detik pertama Alam Semesta, dengan harapan dapat membuktikan teori yang popular. Mereka akan mencari gelombang graviti yang sangat lemah untuk mengukur cahaya primordial, mencari bukti yang meyakinkan untuk Teori Inflasi Kosmik, yang mencadangkan bahawa turun naik ketumpatan mikroskopik secara rawak dalam struktur ruang dan waktu melahirkan Alam Semesta dalam keadaan panas yang besar bang kira-kira 13.7 bilion tahun yang lalu. Instrumen baru yang disebut polarimeter sedang dipasang pada Teleskop Kutub Selatan (SPT), yang beroperasi pada panjang gelombang submillimeter, antara gelombang mikro dan inframerah pada spektrum elektromagnetik. Teori relativiti umum Einstein meramalkan bahawa Inflasi Kosmik harus menghasilkan gelombang graviti yang lemah.
Teori Inflasi mencadangkan tempoh pengembangan Alam Semesta yang sangat pesat dan eksponensial pada beberapa saat pertama sebelum pengembangan Big Bang yang lebih beransur-ansur, di mana ketumpatan tenaga alam semesta dikuasai oleh tenaga vakum jenis malar kosmologi yang kemudiannya reput untuk menghasilkan jirim dan sinaran yang memenuhi Space Magazine.
Pada tahun 1979, ahli fizik Alan Guth mengemukakan Teori Inflasi Kosmik, yang juga meramalkan adanya sejumlah alam semesta yang tidak terbatas. Malangnya, ahli kosmologi tidak mempunyai cara untuk menguji ramalan tersebut.
"Oleh kerana ini adalah alam semesta yang terpisah, secara definisi itu bermaksud kita tidak boleh berhubungan dengan mereka. Tidak ada yang berlaku yang memberi kesan kepada kami, ”kata Scott Dodelson, seorang saintis di Fermi National Accelerator Laboratory dan seorang Profesor Astronomi & Astrofizik di University of Chicago.
Tetapi ada cara untuk memeriksa kesahan inflasi kosmik. Fenomena tersebut akan menimbulkan dua gangguan. Yang pertama, turun naik dalam ketumpatan zarah subatom berlaku secara berterusan di seluruh alam semesta, dan saintis telah memerhatikannya.
"Biasanya mereka hanya berlaku pada skala atom. Kami tidak pernah memperhatikannya, ”kata Dodelson. Tetapi inflasi secara seketika akan meningkatkan gangguan ini menjadi perkadaran kosmik. "Gambar itu benar-benar berfungsi. Kami dapat mengira bagaimana gangguan itu, dan ternyata mereka betul-betul tepat untuk menghasilkan galaksi yang kita lihat di alam semesta. "
Pengganggu kelas kedua adalah gelombang graviti — distorsi Einstein dalam ruang dan waktu. Gelombang graviti juga akan dipromosikan ke perkadaran kosmik, bahkan mungkin cukup kuat bagi ahli kosmologi untuk mengesannya dengan teleskop sensitif yang disesuaikan dengan frekuensi radiasi elektromagnetik yang tepat.
Sekiranya polarimeter baru cukup sensitif, saintis seharusnya dapat mengesan gelombang.
"Sekiranya anda mengesan gelombang graviti, ia memberitahu anda banyak tentang inflasi untuk alam semesta kita," kata John Carlstrom dari University of Chicago, yang mengembangkan instrumen baru. Carlstrom mengatakan bahawa mengesan gelombang akan mengesampingkan pelbagai idea bersaing untuk asal usul alam semesta. "Terdapat lebih sedikit daripada yang ada sebelumnya, tetapi mereka tidak meramalkan bahawa anda mempunyai ledakan hebat yang melampau, turun naik kuantum ini, sebagai permulaan," katanya. Mereka juga tidak akan menghasilkan gelombang graviti pada tahap yang dapat dikesan.
Simulasi pada pautan ini menggambarkan penyimpangan ruang dan masa pada skala subatomik, hasil dari turun naik kuantum yang berlaku secara berterusan di seluruh alam semesta. Menjelang akhir simulasi, inflasi kosmik mula meregangkan ruang-waktu ke bahagian kosmik alam semesta.
Ahli kosmologi juga menggunakan SPT dalam usaha mereka menyelesaikan misteri tenaga gelap. Kekuatan tolakan, tenaga gelap mendorong alam semesta terpisah dan mengatasi graviti, daya tarikan yang diberikan oleh semua jirim.
Tenaga gelap tidak dapat dilihat, tetapi ahli astronomi dapat melihat pengaruhnya pada kelompok galaksi yang terbentuk dalam beberapa bilion tahun terakhir.
SPT mengesan sinaran latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), akibat ledakan besar. Ahli kosmologi telah menambang sejumlah besar data dari CMB, yang mewakili gendang kuat dan tanduk simfoni kosmik. Tetapi sekarang komuniti saintifik telah mendengarkan nada instrumen yang lebih halus - gelombang graviti - yang mendasari CMB.
"Kami mempunyai komponen penting untuk gambaran alam semesta kami, tetapi kami sebenarnya tidak tahu apa yang dihasilkan oleh fizik," kata Dodelson mengenai inflasi, tenaga gelap dan perkara gelap yang sama misteri. "Matlamat dekad berikutnya adalah untuk mengenal pasti fizik."
Sumber: Universiti Chicago
