D17 Cosmologia Quântica: Busca por Ondas Gravitacionais Primordiais

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A chave para este modelo reside nos experimentos de próxima geração — um satélite observando todo o céu, o outro uma rede de telescópios criogênicos terrestres — projetados para medir a polarização da radiação cósmica de fundo em micro-ondas com sensibilidade suficiente para detectar conclusivamente, ou descartar completamente, o sinal primordial de ondas gravitacionais da inflação. Isso requer a implantação de um grande número de detectores supercondutores distribuídos em diversas faixas de frequência.

Ambos os experimentos precisam, primeiramente, de técnicas para remover um sinal contaminante produzido pelo efeito de lente gravitacional comum, antes de poderem acessar o próprio sinal inflacionário, muito mais fraco, que se encontra abaixo dessa contaminação.

O aspecto mais notável do experimento com satélite é sua observação contínua de todo o céu em diversas faixas de frequência simultâneas. Isso permite a separação precisa do sinal da radiação cósmica de fundo em micro-ondas da poeira em nossa própria galáxia e das emissões de síncrotron. O sinal procurado é muito mais fraco do que a polarização comum da radiação cósmica de fundo em micro-ondas, e a poeira galáctica, em baixas frequências, produz um padrão de polarização que pode ser facilmente confundido com ele. Ter bandas suficientemente distintas significa que os vários componentes de primeiro plano podem ser modelados e subtraídos separadamente, revelando o sinal primordial, caso exista nesse nível de sensibilidade. Se ele não aparecer nem mesmo com essa sensibilidade, famílias inteiras de modelos inflacionários seriam definitivamente descartadas. Assim, desde os experimentos de próxima geração com os quais este documento começa até a possível rejeição definitiva com a qual ele termina, incluindo a eliminação da contaminação por lentes gravitacionais e a separação do sinal cósmico da poeira galáctica, a cosmologia quântica possibilita que a mesma busca, com sensibilidade suficiente, confirme ou rejeite de uma vez por todas toda uma família de teorias sobre a origem do universo.

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