Kosmische Inflationstheorie bestätigt? Fragen und Antworten mit Robert Wilson, Mitentdecker von Big Bang Echo

Co-Entdecker der kosmischen Mikrowelle, Robert Wilson

Robert Wilson entdeckte 1964 zusammen mit Arno Penzias die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMB) und stellte damit die Urknalltheorie auf eine solide Grundlage. Wilson und Penzias erhielten für diesen Fund 1978 den Nobelpreis für Physik. (Sie teilten sich die Auszeichnung mit dem sowjetischen Wissenschaftler Pjotr ​​Kapitsa.) (Bildnachweis: Clive Grainger (CfA))



Wissenschaftler gaben heute (17. März) bekannt, dass sie wahrscheinlich die lang gesuchte rauchende Waffe für die Theorie der kosmischen Inflation gefunden haben, was darauf hindeutet, dass sich das Universum kurz nach dem Urknall tatsächlich um ein Vielfaches der Lichtgeschwindigkeit ausgedehnt hat.



Wie die Inflationstheorie vorhersagt, entdeckten Forscher Beweise für Gravitationswellen in der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung (CMB), dem alten Licht, das nur 380.000 Jahre nach dem Urknall begann, das Universum zu sättigen. (Vorher war der Kosmos zu heiß und undurchsichtig, als dass sich Photonen frei bewegen konnten.)

Die Entdeckung des CMB im Jahr 1964 durch die amerikanischen Radioastronomen Robert Wilson und Arno Penzias hat die Urknalltheorie auf eine solide Grundlage gestellt und sie über konkurrierende Erklärungen für den Ursprung des Universums wie die Idee des 'Steady State' erhaben. Es brachte Wilson und Penzias auch 1978 den Nobelpreis für Physik ein. (Das Duo teilte sich den Preis mit dem sowjetischen Wissenschaftler Pjotr ​​Kapitsa.) [ Cosmic Inflation and Gravitational Waves: Complete Coverage ]



demokratija.eu hat sich kürzlich mit Wilson getroffen, um über die großen Neuigkeiten von heute zu sprechen, die Urknall und wie es sich anfühlte, das CMB vor einem halben Jahrhundert zu entdecken:

Inflation ist die mysteriöse Kraft, die die Skala des Säuglingsuniversums von submikroskopisch zu gigantisch in einem Bruchteil einer Sekunde sprengte. Sehen Sie, wie die kosmische Inflationstheorie für den Urknall und das Universum

Inflation ist die mysteriöse Kraft, die die Skala des Säuglingsuniversums von submikroskopisch zu gigantisch in einem Bruchteil einer Sekunde sprengte. Sehen Sie in dieser demokratija.eu-Infografik, wie die kosmische Inflationstheorie für den Urknall und die Expansion des Universums funktioniert.(Bildnachweis: Von Karl Tate, Infografik-Künstler)



demokratija.eu: Astronomen haben also anscheinend die Signatur der ursprünglichen Gravitationswellen im CMB gefunden, was die Inflationstheorie ziemlich bestätigen würde. Was ist Ihre Reaktion?

Wilson:Für mich ist es erstaunlich, dass die Leute etwas ausgraben können, das ein Zehntel eines Teils pro Million des kosmischen Hintergrunds ausmacht, besonders wenn man viel Vordergrund bedenkt, der im Weg stehen könnte.

Und ich denke, mein wirklicher Gedanke ist, wie viel aus dem herausgekommen ist, was in der kosmischen Hintergrundstrahlung zu sehen ist. Die wirkliche Signatur, die wir sahen, war, dass sie absolut konstant war, und jetzt haben sich herausgestellt, dass die winzigen Variationen darin eine Fülle von Informationen enthalten. [Kosmischer Mikrowellenhintergrund: Urknall-Relikt erklärt (Infografik)]



Als Sie das CMB 1964 zum ersten Mal entdeckten, hätten Sie sich nicht vorstellen können, dass Wissenschaftler so viele Informationen daraus gewinnen können?

Nein, haben wir damals nicht. Es kam nur langsam mit der Zeit heraus. Und das andere, was mir an dieser Stelle auffällt, ist, dass – ich glaube, es war 1980, als Alan Guth die Inflation vorschlug, mit all der Flachheit und Homogenität und was auch immer sonst, Isotropie. Und im Laufe der Zeit wurden nach und nach die Inflationsvorhersagen gefunden. Ich denke, das ist sozusagen der letzte große.

Es scheint, dass Wissenschaftler eine ziemlich gute Vorstellung davon bekommen, was zur Zeit der Geburt des Universums vor 13,8 Milliarden Jahren tatsächlich passiert ist. Das ist erstaunlich, wenn man darüber nachdenkt.

Es ist erstaunlich. Ich denke, man kann nicht ausschließen, dass eine andere Theorie kommt, die genauso gut oder besser ist, aber es ist einfach erstaunlich, dass die Inflation so gut funktioniert hat.

Die neue Entdeckung bestätigt, wenn sie Bestand hat, nicht nur, dass eine Inflation tatsächlich stattgefunden hat – sie sagt uns auch einige Details des Prozesses, oder?

Rechts. Tatsächlich gibt es mehr Parameter für die Inflation, als mir lieb ist. Und sicherlich werden sowohl die BICEP-Gruppe [Background Imaging of Cosmic Extragalactic Polarization] [die die Entdeckung heute bekannt gab], die zu einer besseren Instrumentierung führt, als auch andere Gruppen dies bestätigen und verbessern. Das wird wahrscheinlich einige der Parameter verfeinern, die dazu beitragen, dunkle Energie und was auch immer zu definieren.

Was ist also die nächste große Grenze? Was können wir noch aus dem CMB herausholen und wonach werden die Leute jetzt suchen?

Ich erinnere mich nicht an die Namen der Parameter, aber es gibt einen Parameter der dunklen Energie, der sie von trennen könnte Einsteins kosmologische Konstante . An diesem Punkt scheint es ziemlich nahe an dem zu liegen, was die kosmologische Konstante vorhersagen würde.

Und ich denke, die meisten anderen Parameter des Universums sind so viel besser, als ich jemals erwartet hatte, dass ich nicht mehr nach Verbesserungen der Hubble-Konstanten suche, um einen großen Unterschied zu machen. [ In 10 einfachen Schritten vom Urknall bis jetzt ]

Die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMB) sagt uns das Alter und die Zusammensetzung des Universums und wirft neue Fragen auf, die beantwortet werden müssen. Sehen Sie hier, wie der kosmische Mikrowellenhintergrund funktioniert und erkannt werden kann.

Die kosmische Mikrowellenhintergrundstrahlung (CMB) sagt uns das Alter und die Zusammensetzung des Universums und wirft neue Fragen auf, die beantwortet werden müssen. Sehen Sie hier, wie der kosmische Mikrowellenhintergrund funktioniert und erkannt werden kann .(Bildnachweis: Karl Tate, demokratija.eu Infographics Artist)

Wir sind jetzt 50 Jahre nach der Entdeckung des CMB. Wie fühlt es sich an, auf den Fund zurückzublicken und darüber nachzudenken, wie viel er zu unserem Verständnis des Universums beigetragen hat?

Es ist wunderbar, die Gelegenheit dazu gehabt zu haben und an einem Punkt in die Kosmologie und Radioastronomie einzusteigen, an dem die Kosmologie sowieso keine sehr interessante Wissenschaft war. Es gab nur ein paar Parameter, und sie waren überhaupt nicht bekannt. Und zu sehen, wie sich all dies zu dem entwickelt, was die Leute wohl „Präzisionskosmologie“ nennen – es ist einfach unglaublich.

Ich habe das alles nie erwartet. Und ich bin sehr glücklich, dass ich bei Bell Labs arbeiten und ihre Technologie für die Astronomie nutzen konnte und dass es sich als so bedeutend herausstellte.

Wussten Sie damals, worauf Sie sich einließen? Gab es ein großes 'a-ha!' Moment, in dem Sie merkten, dass Sie etwas Monumentales entdeckt hatten, oder dämmerte es Ihnen langsam?

Ich würde sagen, es dämmerte uns langsam. Ich denke, keiner von uns hat diese Kosmologie zu ernst genommen, um damit anzufangen. Tatsächlich wollten wir es den Steady-State-Leute offen lassen, etwas vorzuschlagen, um dies zu erklären. Aber das ist eindeutig nicht passiert – obwohl ich denke, dass Fred Hoyle in sein Grab gegangen ist, weil er dachte, dass der stationäre Zustand gerettet werden könnte.

Wir waren also gleich am Anfang sehr froh, eine Art Erklärung für das, was vor sich ging, zu haben. Drei von 300 Grad um uns herum – es scheint nicht viel zu sein, aber es war eine ernsthafte Abweichung von dem, was wir erklären konnten. Es war auf jeden Fall schön, eine Erklärung zu haben.

Ich schätze, als Walter Sullivan den Artikel am 21. Mai 1965 in der New York Times schrieb und die Geschichte sozusagen brach, dachte ich: 'Nun, vielleicht nehmen die Leute diese Kosmologie-Sache ernst.'

Aber erst langsam im Laufe der Jahre schlugen die Leute Dinge vor, die man in der Hintergrundstrahlung finden könnte. Zuerst war da nicht viel mehr als nur die Erweiterung; Die Idee, dass all diese Informationen dabei herauskommen, war eine Art Kombination aus der Verbesserung der Technologie, damit Messungen besser werden konnten, und Theoretikern, die daran arbeiteten und neue Dinge vorhersagten.

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