Vanaf de vroegste menselijke beschavingen, mensen hebben naar de hemel gekeken en nagedacht over de oorsprong van de sterren en sterrenbeelden hierboven. Een keer, die verhalen hadden betrekking op goden en magische wezens. Nutsvoorzieningen, er is wetenschap, en een grote onderzoeksonderneming gericht op het begrijpen hoe het universum is ontstaan.

In het midden van deze onderzoeksonderneming staat de zogenaamde inflatietheorie. Het stelt dat het universum werd geboren uit een onstabiele, energetische vacuüm-achtige toestand breidde zich toen dramatisch uit, het spinnen van hele sterrenstelsels geproduceerd door kwantumfluctuaties. Deze theorie werd in 1980 voorgesteld door Alan Guth, momenteel aan het MIT. Een jaar later, deze theorie werd verbeterd en uitgebreid door Andrei Linde, Stanford hoogleraar natuurkunde, die een leven lang heeft besteed aan het aanpassen en bijwerken van nieuwe gegevens.

Gedurende de laatste 35 jaar, veel voorspellingen van de inflatietheorie zijn geverifieerd door theoretici en bevestigd door kosmologische waarnemingen. Geleidelijk, deze theorie werd een algemeen aanvaarde beschrijving van de oorsprong van het heelal. Dus stel je Linde's verbazing voor als... Wetenschappelijke Amerikaan publiceerde in februari een verhaal van Paul Steinhardt, een professor in de natuurkunde aan Princeton, en zijn collega's die de ondergang verklaren.

In antwoord, Linde en Guth, samen met hun collega's David Kaiser van MIT en Yasunori Nomura van de Universiteit van Californië, Berkeley, een brief hebben geschreven waarin de inflatietheorie wordt verdedigd, gepubliceerd in Wetenschappelijke Amerikaan 10 mei. Het werd ondertekend door 33 academici die lezen als een Who's Who van theoretische fysici, waaronder Stephen Hawking van de Universiteit van Cambridge. In het, ze richten zich op het primaire argument in het verhaal:dat de inflatietheorie niet echt een wetenschappelijke theorie is omdat ze niets voorspelt en daarom niet kan worden getest.

"Als het werk van verschillende grote, internationale samenwerkingen heeft duidelijk gemaakt, inflatie is niet alleen testbaar, maar is onderworpen aan een aanzienlijk aantal tests en heeft tot dusver alle tests doorstaan, ', schrijft de groep.

Een plat universum

Als een voorbeeld, het inflatiemodel had voorspeld dat als het heelal ooit uitdijt, het zou nu plat zijn in plaats van open of gesloten. (Stel je een ballon voor die oneindig groot wordt. Uiteindelijk zou het oppervlak volledig plat lijken.) Een plat universum zou worden weergegeven door een variabele genaamd Omega die gelijk is aan 1, "We zullen, plus of min een klein beetje vanwege kwantumonzekerheid, ' zei Linde.

In feite, in het midden van de jaren '90 geloofden veel astrofysici dat het universum eigenlijk niet plat was, met een Omega dichter bij ongeveer 0,3. "Dat zou een ramp zijn voor de inflatie, " zei Linde. Vervolgens probeerde hij de fout in zijn eigen theorie te vinden. alle pogingen om een ​​inflatiemodel te construeren met Omega gelijk aan 0,3 waren niet succesvol; de voorgestelde wijzigingen van de inflatietheorie waren buitengewoon ingewikkeld en onnatuurlijk, en de meeste werkten gewoon niet. Gelukkig, in 1998, een reeks kosmologische waarnemingen onthulden het bestaan ​​van donkere energie. Het bleek dat de energie van een vacuüm niet nul is, zoals eerder gedacht, en Omega werd hersteld tot 1.

"Als de inflatietheorie niets kan voorspellen, waarom kon het lijken alsof het dood was als een voorspelling niet waar bleek te zijn?", vroeg Linde. En hoe kon het worden hersteld door nieuwe gegevens die de voorspelling valideerden?

Een gespannen tijd

Een soortgelijke dramatische situatie deed zich vijf jaar geleden voor, toen geruchten de ronde deden over een vrij technisch probleem dat bekend staat als de Gaussianiteit van inflatoire verstoringen. Het belangrijkste om te weten over Gaussianiteit is dat de ontdekking van een grote niet-Gaussianiteit van een specifiek type 99,9% van de bestaande inflatoire modellen zou uitsluiten.

In 2012 en winter 2013 er waren hardnekkige geruchten dat deze niet-Gaussianiteit spoedig zou worden gemeld door de Planck-satelliet, en in feite wezen voorlopige gegevens van de WMAP-satelliet op een mogelijkheid van een zeer grote niet-Gaussianiteit. Als dat waar zou zijn geweest, het zou een cruciale slag kunnen zijn voor de inflatietheorie.

Echter, de Planck-gegevens onthulden geen sporen van niet-Gaussianiteit. De allerlaatste zin van de Planck-paper die die gegevens beschrijft, "Met deze resultaten het paradigma van standaard single-field slow-roll inflatie heeft de strengste tests tot nu toe overleefd."

Deze en vele andere succesvolle voorspellingen van de inflatietheorie zijn onmiskenbare feiten, zei Linde. "Als we de argumenten in het verhaal van Scientific American vertrouwen, alle succesvolle voorspellingen van inflatoire kosmologie zijn het resultaat van puur geluk, zoals het winnen van de loterij, ' zei Linde. 'Dat kun je een keer doen, tweemaal, maar niet zo vaak. Dat is de reden waarom zoveel leiders van de moderne natuurkunde onze brief ondertekenden."

Linde voegde eraan toe dat het brievengedeelte van een populair tijdschrift normaal gesproken niet de plaats is waar wetenschappelijk debat plaatsvindt. "Een lange tijd geleden, toen ik jong en naïef was, Ik dacht dat zulke dingen onmogelijk zijn in de wetenschap, "zei hij. Nu, hij hoopt alleen dat mensen zien dat de meningen in het verhaal niet worden gedeeld door veel van de grootste namen in de theoretische natuurkunde en observationele kosmologie.

Linde voegde eraan toe dat hij zich zorgen maakt dat de jongere generatie wetenschappers de verkeerde indruk krijgt van dit verhaal. "Ik wil niet dat ze dit artikel lezen en denken dat ze hun tijd tevergeefs besteden aan inflatietheorie. Maar de enthousiaste steun die we krijgen maakt ons optimistisch dat dit niet gaat gebeuren, " hij zei.