Fizyk Sean Carroll wygłosił wspaniałe przemówienie na spotkaniu American Astronomical Society w czerwcu 2008 r. Na temat jego „spekulacyjnych badań” nad tym, co prawdopodobnie mogłoby istnieć przed Wielkim Wybuchem. (Oto artykuł o przemówieniu Carrolla.) Ale teraz Carroll i niektórzy koledzy zrobili coś więcej niż spekulacje na temat tego, co mogło nastąpić przed początkiem naszego Wszechświata. Carroll wraz z profesorem Caltech Markiem Kamionkowskim i doktorantką Adrienne Erickcek stworzyli model matematyczny wyjaśniający anomalię we wczesnym wszechświecie, a także mogą rzucić światło na to, co istniało przed Wielkim Wybuchem. „Pytanie, co wydarzyło się przed Wielkim Wybuchem, nie jest już całkowicie szalone” - powiedział Kamionkowski.
Teoria inflacji, po raz pierwszy zaproponowana w 1980 r., Stwierdza, że przestrzeń kosmiczna gwałtownie się powiększyła w chwilę po Wielkim Wybuchu. „Inflacja rozpoczyna wszechświat z pustą tablicą”, opisuje Erickcek. Problem z inflacją polega jednak na tym, że przewiduje ona, że wszechświat zaczął się jednolicie.
Ale pomiary z Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) pokazują, że fluktuacje w kosmicznym mikrofalowym tle (CMB) - promieniowanie elektromagnetyczne, które przeniknęło wszechświat 400 000 lat po Wielkim Wybuchu - jest o około 10% silniejsze po jednej stronie nieba niż na inny.
„To potwierdzona anomalia” - zauważa Kamionkowski. „Ale ponieważ wydaje się, że inflacja radzi sobie tak dobrze ze wszystkim innym, odrzucanie teorii wydaje się przedwczesne”. Zamiast tego zespół pracował z teorią w ich matematyce, zajmując się asymetrią, ponieważ jednym z wyjaśnień tego „ciężkiego z jednej strony wszechświata” byłoby, gdyby fluktuacje te reprezentowały strukturę pozostałą po czymś, co wytworzyło nasz wszechświat.
Zaczęli od przetestowania, czy wartość pojedynczego pola energetycznego, które, jak się przypuszcza, spowodowało inflację, zwanego inflatonem, była inna po jednej stronie wszechświata niż po drugiej. Nie zadziałało - odkryli, że jeśli zmienili średnią wartość inflatonu, to zmieniła się również średnia temperatura i amplituda zmian energii w przestrzeni. Zbadali więc drugie pole energetyczne, zwane krzywizną, które wcześniej proponowano jako źródło fluktuacji obserwowanych w CMB. Wprowadzili zaburzenie do pola krzywizny, które okazuje się wpływać tylko na to, jak temperatura zmienia się od punktu do punktu w przestrzeni, zachowując jego średnią wartość.
Kamionkowski mówi, że nowy model przewiduje więcej zimna niż gorących punktów w CMB. Erickcek dodaje, że ta prognoza zostanie przetestowana przez satelitę Planck, międzynarodową misję prowadzoną przez Europejską Agencję Kosmiczną przy znacznym udziale NASA, której uruchomienie zaplanowano na kwiecień 2009 r.
Dla Erickceka odkrycia zespołu są kluczem do lepszego zrozumienia inflacji. „Inflacja to opis rozwoju wszechświata” - dodaje. „Jego prognozy zostały zweryfikowane, ale co jechało i jak długo to trwało? Jest to sposób na sprawdzenie, co wydarzyło się podczas inflacji, w której czeka wiele pustych miejsc. ”
Ale zaburzenie, które wprowadzili naukowcy, może również dać pierwsze spojrzenie na to, co nastąpiło przed Wielkim Wybuchem, ponieważ może to być ślad odziedziczony po czasach przed inflacją. „Wszystkie te rzeczy są obserwacyjnie ukryte za zasłoną” - mówi Kamionkowski. „Jeśli nasz model wytrzyma, możemy mieć szansę spojrzeć poza tę zasłonę”.
Źródło: Caltech
