Za teorije o fundamentalnim pitanjima Univerzuma

Nagrada „Fondacije Gruberovih“, najprestižnije međunarodno priznanje u području kozmologije, dodijeljena je ruskom znanstveniku i njegovom kolegi podrijetlom iz SSSR-a. Njihovi radovi ukazuju na put kojim bi se mogla korigirati za sada neprikosnovena Einsteinova teorija relativnosti i nude dio odgovora na fundamentalno pitanje kozmologije: kako su nastala odstupanja od uniformnosti svemira kao što su galaksije, planete i ljudi?


Snimci radio-teleskopa „Chandra“ koji su korišteni diljem svijeta za proučavanje osobina gravitacije u kozmičkim razmjerima i testiranje Einsteinove opće teorije relativnosti. Izvor: X-ray: NASA / CXC / SAO / A. Vikhlinin; ROSAT Optical: DSS Radio: NSF / NRAO / VLA / IUCAA / J.Bagchi

Poznati ruski fizičari Aleksej Starobinski i Vjačeslav Muhanov proglašeni su dobitnicima prestižne nagrade u području kozmologije za 2013. Akademik Starobinski, glavni znanstveni suradnik Instituta za teorijsku fiziku „L. D. Landau“ i Vjačeslav Muhanov, profesor i šef katedre za astročestice na Sveučilištu „Ludwig-Maximilian“ (LMU) u Münchenu, 3. rujna 2013. treba primiti novčanu nagradu u visini od 500.000 američkih dolara za svoj doprinos u razvoju teorije inflacije.

Starobinski je pokazao kako se od eksponencijalnog širenja svemira, od inflacije, može prijeći na klasično Friedmanovo širenje. Njegova znanstvena hrabrost je u tome što je time zapravo rekao: a zašto ne bismo promijenili samu teoriju relativnosti!?

Starobinski je pokazao kako se od eksponencijalnog širenja svemira, od inflacije, može prijeći na klasično Friedmanovo širenje. Njegova znanstvena hrabrost je u tome što je time zapravo rekao: a zašto ne bismo promijenili samu teoriju relativnosti!?

„U burnom razdoblju razvoja standardnog kozmološkog modela Vjačeslav Muhanov i Aleksej Starobinski razvili su teorije koje su neophodne za dobivanje odgovora na dva osnovna pitanja u kozmologiji: zašto je struktura svemira u velikoj mjeri toliko uniformna i kako su nastala takva odstupanja od te uniformnosti kao što su galaksije, planete i ljudi“, ističe se na web stranici Fondacije Gruberovih (Peter and Patricia Gruber Foundation).

Radovi Starobinskog i Muhana omogućili su da se predvidi koje odlike bi trebao danas imati spektar kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja (CMBR) - koje je jedini preostali trag prvih trenutaka nastanka svemira, kada su se materija i svjetlost razdvojile, a užareni svemir postao proziran.

„Starobinski je došao do toga, odnosno on je pokazao kako se od eksponencijalnog širenja svemira, od inflacije, može prijeći na klasično Friedmanovom širenje. Njegova znanstvena hrabrost je u tome što je time zapravo rekao: a zašto ne bismo promijenili samu teoriju relativnosti!? Prema tome, lovorike prvenstva svakako pripadaju njemu“, objasnio je vodeći znanstveni suradnik odsjeka za relativističku astrofiziku Državnog astronomskog instituta „P. K. Sternberg“ Moskovskog državnog sveučilišta „Lomonosov“ (GAIS MGU), doktor fizičko-matematičkih znanosti Konstantin Postnov.

Radovi Starobinskog i Muhana omogućili su da se predvidi koje odlike bi trebao danas imati spektar kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja (CMBR) - koje je jedini preostali trag prvih trenutaka nastanka svemira, kada su se materija i svjetlost razdvojile, a užareni svemir postao proziran.

„Muhanov i njegove kolege uzeli su rezultate Starobinskog i proračunali koji poremećaji (ovdje se ubrajaju i gravitacijski valovi, i poremećaji gustoće koji predstavljaju potencijalne rupe u koje je materija propadala) su morali nastati u razdoblju inflacije. Slava Muhanov prvi je sve to pažljivo proračunao. To je važno zato što su svi suvremeni eksperimenti, uključujući WMAP a pogotovo „Planck“, pokazali da se spektar kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja s preciznošću do treće decimale poklapa s onim što je predvidio model Starobinskog, kojeg je proračunao Muhanov“, objasnio je Postnov.

Vjačeslav Muhanov i Aleksej Starobinski razvili su teorije koje su nužne za dobivanje odgovora na dva osnovna pitanja u kozmologiji: zašto je struktura svemira u velikoj mjeri toliko uniformna i kako su nastala takva odstupanja od te uniformnosti poput galaksije, planeta i ljudi.

Zaklada Gruberovih

„Vjačeslav je moj kolega, mi smo radili na paralelnim temama i uzajamno koristeli dostignuća jedan drugog“, ističe Starobinski i nastavlja: „Prije našeg rada jednostavno nije bilo poznato kakva je bila prošlost svemira. Znali smo za dvije etape - stara friedmanovska kozmologija gdje je svemir ispunjen nerelativističkom materijom. A 1950-ih se pojavila teorija 'Velikog praska' i eksperiment za otkrivanje kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja ju je potvrdio. Međutim, glavni problem ovih teorija bio je problem prvobitnih uvjeta. Stoga smo mi, polazeći od mojih radova sa ​​Zeljdovičem iz 1971. i sa Slavom Muhanovom iz 1973, počeli razvijati teoriju kvantne gravitacije koja se naziva 'Rađanje čestica'. Tada sam objedinio hipotezu o eksponencijalnom širenju u početku s efektom nastanka čestica ili u posebnom slučaju - generacije nepravilnosti metrike prostor-vremena. Pokazalo se da je to u stvari moguće sada i vidjeti.“

Heterogenosti spektra kozmičkog mikrovalnog pozadinskog zračenja koje su često prikazane na slikama kao tamne i svijetle mrlje na karti fona (na grafičkom prikazu), govore nam o tome kakvi su se zapravo procesi događali u razdoblju rekombinacije.

Možemo zaključiti da suvremeni podaci omogućuju odbacivanje raznih modela inflacije dok model Starobinskog u posljednjih nekoliko godina stječe najveća priznanja.

Starobinski je dokazao da su do daljnje koncentracije tvari u ranom svemiru, od koje su nastale zvijezde, galaksije i skupine galaksija, dovele kvantne fluktuacije koje su zasnovane na kvantnoj neodređenosti.

Ruski tekst na portalu gazeta.ru.