Fiziķis Šons Kerols 2008. gada jūnija Amerikas astronomijas biedrības sanāksmē sniedza brīnišķīgu sarunu par viņa “spekulatīvajiem pētījumiem” par to, kas, iespējams, varēja pastāvēt pirms Lielā sprādziena. (Šeit ir raksts par Kerola sarunu.) Bet tagad Kerols un daži kolēģi ir izdarījuši nedaudz vairāk, nekā tikai spekulējuši par to, kas varētu būt nācis pirms mūsu Visuma sākuma. Kerols kopā ar Kaltehas profesoru Marku Kamionkovski un doktorantu Adrienne Erickceku ir izveidojuši matemātisku modeli, lai izskaidrotu anomālijas agrīnajā Visumā, un tas arī varētu parādīt informāciju par to, kas pastāvēja pirms Lielā sprādziena. “Nav vairs tik traki jautāt, kas notika pirms lielā sprādziena,” sacīja Kamionkovskis.
Inflācijas teorija, kas pirmo reizi tika ierosināta 1980. gadā, nosaka, ka kosmoss eksponenciāli paplašinājās tūlīt pēc lielā sprādziena. “Ar inflāciju Visumu sāk tukšs šīferis,” raksturo Erikčeks. Inflācijas problēma tomēr ir tāda, ka tā paredz, ka Visums sākās vienveidīgi.
Bet Wilkinsona mikroviļņu anizotropijas zondes (WMAP) mērījumi rāda, ka kosmiskā mikroviļņu fona (CMB) - elektromagnētiskā starojuma, kas caurstrāvo Visumu 400 000 gadus pēc Lielā sprādziena - svārstības ir aptuveni par 10% spēcīgāki vienā debesu pusē nekā otrs.
“Tā ir apstiprināta anomālija,” atzīmē Kamionkovskis. "Bet, tā kā inflācija, šķiet, tik labi darbojas ar visu pārējo, šķiet pāragri atteikties no teorijas." Tā vietā komanda strādāja ar teoriju savā matemātikā, pievēršoties asimetrijai, jo viens no šī “smagās puses uz vienas puses” izskaidrojumiem būtu, ja šīs svārstības attēlotu struktūru, kas palikusi pāri no kaut kā tāda, kas radīja mūsu Visumu.
Viņi sāka ar pārbaudi, vai viena enerģijas lauka, kas, domājams, ir virzījis inflāciju, ko sauc par inflatonu, vienā Visuma pusē atšķīrās no otras. Tas nedarbojās - viņi atklāja, ka, ja viņi mainīja vidējo inflatona vērtību, tad mainījās arī vidējā temperatūra un enerģijas variāciju amplitūda telpā. Tātad viņi izpētīja otro enerģijas lauku, ko sauca par izliekumu, kurš iepriekš tika ierosināts, lai izraisītu CMB novērotās svārstības. Viņi ieviesa traucējumus izliekuma laukā, kas izrādās ietekmē tikai to, kā temperatūra mainās no viena punkta uz otru telpā, saglabājot tā vidējo vērtību.
Jaunais modelis prognozē vairāk aukstu nekā karstu punktu CMB, saka Kamionkovskis. Erikčeks piebilst, ka šo prognozi pārbaudīs Planck satelīts - starptautiska misija, kuru vadīs Eiropas Kosmosa aģentūra ar ievērojamu NASA ieguldījumu, kuru plānots uzsākt 2009. gada aprīlī.
Erickcekam komandas atklājumi ir atslēga, lai vairāk izprastu inflāciju. “Inflācija ir visuma paplašināšanās apraksts,” viņa piebilst. “Tās prognozes ir pārbaudītas, bet kas to vadīja un cik ilgi tas ilga? Tas ir veids, kā aplūkot inflācijas laikā notikušo, un tajā ir daudz tukšo vietu, kas gaida aizpildīšanu. ”
Bet pētnieku iepazīstinātās bažas var piedāvāt arī pirmo ieskatu tajā, kas notika pirms Lielā sprādziena, jo tas varētu būt nospiedums, kas mantots no laika pirms inflācijas. “Novērojot, viss šis sīkums ir paslēpts ar plīvuru,” saka Kamionkovskis. "Ja mūsu modelis pieturēsies, mums, iespējams, būs iespēja redzēt aiz šī plīvura."
Avots: Caltech
