Det enda sättet att veta hur universum var i ögonblicket för Big Bang kräver analys av gravitationsvågor som skapades när universum började. Att inte upptäcka vågorna ger begränsningar om universums ursprungliga förhållanden och begränsar fältet där vi faktiskt behöver titta för att hitta dem.
Ungefär som om den producerade den kosmiska mikrovågsbakgrunden tros Big Bang ha skapat en översvämning av gravitationsvågor - krusningar i rum och tid. Från vår nuvarande förståelse är gravitationsvågor den enda kända formen för information som kan nå oss oskadade från början av universum. De skulle observeras som en "stokastisk" eller slumpmässig bakgrund och skulle ha med sig information om deras våldsamma ursprung och om tyngdkraften som inte kan erhållas med konventionella astronomiska verktyg. Förekomsten av vågorna förutsades av Albert Einstein 1916 i hans allmänna relativitetsteori.
Analys av data som togs under en tvåårsperiod, 2005 till 2007, ger att den stokastiska bakgrunden till gravitationella vågor ännu inte har upptäckts. Men bakgrundens oupptäckt, som beskrivs i en ny artikel i 20 augusti naturen, erbjuder sitt eget märke av insikt i universumets tidigaste historia.
"Eftersom vi inte har observerat den stokastiska bakgrunden har några av dessa tidiga universum-modeller som förutsäger en relativt stor stokastisk bakgrund uteslutits," sa 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, föremål som föreslås ha varit kvar från universums början och därefter sträckts till enorma längder genom universums expansion; strängarna, säger vissa kosmologer, kan bilda slingor som producerar gravitationsvågor när de svänger, förfaller och så småningom försvinner.
"Eftersom vi inte har observerat den stokastiska bakgrunden har några av dessa tidiga universum-modeller som förutsäger en relativt stor stokastisk bakgrund uteslutits," sade Mandic. "Om det finns kosmiska strängar eller superstringar måste deras egenskaper överensstämma med de mätningar vi gjorde - det vill säga att deras egenskaper, som strängspänning, är mer begränsade än tidigare."
Detta är intressant, säger han, ”eftersom sådana strängar också kan vara så kallade grundläggande 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, Wash. Och Livingston, La. Var och en av de L-formade interferometrarna använder en lasersplit i två strålar som rör sig fram och tillbaka ner långa interferometerarmar. De två balkarna används för att övervaka skillnaden mellan de två interferometerns armlängder.
Nästa fas i projektet, kallad Advanced LIGO, kommer att gå online 2014 och vara tio gånger känsligare än det nuvarande instrumentet. Det kommer att göra det möjligt för forskare att upptäcka kataklysmiska händelser som svarta hål och neutronstjärnkollisioner på tio gånger större avstånd.
Naturpapiret har rubriken "En övre gräns för stokastisk gravitationella vågbakgrund av kosmologiskt ursprung."
Källa: EurekAlert
