Från de tidigaste mänskliga civilisationerna, människor har tittat till himlen och funderat över ursprunget till stjärnorna och stjärnbilden ovan. En gång, dessa berättelser involverade gudar och magiska varelser. Nu, det finns vetenskap, och ett stort forskningsföretag fokuserade på att förstå hur universum blev till.

I mitten av detta forskningsföretag ligger det som kallas inflationsteori. Det hävdar att universum föddes ur ett instabilt, energiskt vakuumliknande tillstånd expanderade sedan dramatiskt, snurrar bort hela galaxer som produceras av kvantfluktuationer. Denna teori föreslogs 1980 av Alan Guth, för närvarande på MIT. Ett år senare, denna teori förbättrades och förlängdes av Andrei Linde, Stanford professor i fysik, som har spenderat en livstid på att ändra och uppdatera den när nya data dykt upp.

Under de senaste 35 åren har många förutsägelser om inflationsteori har verifierats av teoretiker och bekräftats av kosmologiska observationer. Gradvis, denna teori blev en allmänt accepterad beskrivning av universums ursprung. Så tänk dig Lindes överraskning när Scientific American publicerade en berättelse i februari av Paul Steinhardt, professor i fysik vid Princeton, och hans kollegor förklarar dess bortgång.

Som svar, Linde och Guth, tillsammans med sina kollegor David Kaiser från MIT och Yasunori Nomura från University of California, Berkeley, har skrivit ett brev som försvarar inflationsteorin, publicerad i Scientific American 10 maj. Det undertecknades av 33 akademiker som läste som en Who's Who av teoretiska fysiker, inklusive Stephen Hawking från Cambridge University. I det, de tar sikte på huvudargumentet i berättelsen:att inflationsteorin egentligen inte är en vetenskaplig teori eftersom den inte förutsäger någonting och därför inte kan testas.

"Som ett arbete av flera stora, internationella samarbeten har klargjort, inflationen är inte bara testbar utan den har genomgått ett betydande antal tester och har hittills klarat alla, "skrev gruppen.

Ett plant universum

Som ett exempel, inflationsmodellen hade förutsagt att om universum någonsin expanderar, det skulle nu vara platt snarare än öppet eller stängt. (Tänk dig en ballong som växer sig oändligt stor. Så småningom skulle dess yta se helt plan ut.) Ett plant universum skulle representeras av en variabel som heter Omega som är lika med 1, "Väl, plus eller minus lite på grund av kvantosäkerhet, Sa Linde.

Faktiskt, i mitten av 90-talet trodde många astrofysiker att universum faktiskt inte var plant, med en Omega närmare ca 0,3. "Det skulle vara en katastrof för inflationen, "Sa Linde. Han försökte sedan hitta bristen i sin egen teori. Men alla försök att konstruera en inflationsmodell med Omega lika med 0,3 misslyckades; de föreslagna ändringarna av inflationsteorin var extremt komplicerade och onaturliga, och de flesta av dem fungerade helt enkelt inte. Lyckligtvis, 1998, en rad kosmologiska observationer avslöjade förekomsten av mörk energi. Det visade sig att energin i ett vakuum inte är noll, som tidigare trott, och Omega återställdes till 1.

"Om inflationsteorin inte kan förutsäga någonting, varför kan det tyckas vara dött när en förutsägelse visade sig inte vara sann? "frågade Linde. Och hur skulle det kunna återställas med nya data som validerade förutsägelsen?

En spänd tid

En liknande dramatisk situation uppstod för fem år sedan, när rykten gick om en ganska teknisk fråga som är känd som inflationsstörningarnas Gaussianitet. Det viktigaste att veta om Gaussianity är att upptäckten av en stor icke-Gaussianity av en specifik typ skulle utesluta 99,9% av de befintliga inflationsmodellerna.

2012 och vintern 2013, det fanns ihållande rykten om att denna icke-Gaussianity snart skulle rapporteras av Planck-satelliten, och i själva verket visade preliminära data från WMAP-satelliten en möjlighet till en mycket stor icke-Gaussianitet. Om det hade visat sig vara sant, det kan vara ett avgörande slag för inflationsteorin.

Dock, Planck-data avslöjade inga spår av icke-gaussianitet. Den allra sista meningen i Planck -papperet som beskriver att data lästes, "Med dessa resultat, paradigmet för standardfält med långsam rullning i ett fält har överlevt sina strängaste tester hittills. "

Detta och många andra framgångsrika förutsägelser av inflationsteorin är obestridliga fakta, Sa Linde. "Om vi ​​litar på argumenten i den vetenskapliga amerikanska historien, alla framgångsrika förutsägelser om inflationskosmologi är resultatet av ren tur, som att vinna på lotto, ”Sa Linde.” Det kan man göra en gång, dubbelt, men inte så många gånger. Det är därför så många ledare inom modern fysik undertecknade vårt brev. "

Linde tillade att bokstavsdelen i en populär tidning normalt inte är där vetenskaplig debatt spelar ut. "För länge sedan, när jag var ung och naiv, Jag trodde att sådana saker är omöjliga inom vetenskapen, sa han. Nu, han hoppas bara att folk ser att åsikterna i berättelsen inte delas av många av de största namnen inom teoretisk fysik och observationskosmologi.

Linde tillade att han oroar sig för att den yngre generationen forskare får fel intryck av den här historien. "Jag vill inte att de ska läsa den här artikeln och tro att de förlorar sin tid på inflationsteori förgäves. Men det entusiastiska stöd som vi får gör oss optimistiska om att detta inte kommer att hända, " han sa.