Atcerieties, kā jūs kādreiz varētu paņemt grāmatu par pirmajām trim minūtēm pēc Lielā sprādziena un būt pārsteigts par detalizācijas pakāpi, ko novērojumi un teorija varētu sniegt attiecībā uz šiem agrīnajiem Visuma mirkļiem. Mūsdienās galvenā uzmanība tiek pievērsta tam, kas notika starp 1 × 10-36 un 1 × 10-32 pirmās sekundes laikā, kad mēs cenšamies apprecēt teoriju ar detalizētākiem kosmiskās mikroviļņu fona novērojumiem.
Aptuveni 380 000 gadu pēc Lielā sprādziena agrīnais Visums kļuva vēss un pietiekami izkliedēts, lai gaisma varētu netraucēti pārvietoties, ko tas arī turpināja - nesot līdzi informāciju par “pēdējās izkliedes virsmu”. Pirms šī laika fotonus nepārtraukti absorbēja un atkārtoti izstaroja (t.i., izkliedēja) agrākā Visuma karstā blīvā plazma - un tie nekad nekur nelikās kā gaismas stari.
Bet diezgan pēkšņi Visums kļuva daudz mazāk pieblīvēts, kad tas bija pietiekami atdzisis, lai elektroni varētu apvienoties ar kodoliem, veidojot pirmos atomus. Tātad šis pirmais gaismas uzliesmojums, kad Visums pēkšņi kļuva caurspīdīgs pret starojumu, saturēja fotonus, kas izstaroti tajā diezgan vienskaitļa brīdī - tā kā apstākļi, kas ļāva veikt šādu universālu enerģijas uzliesmojumu, notika tikai vienu reizi.
Paplašinoties Visumam vēl par 13,6 un nedaudz miljardiem gadu, daudz šo fotonu, iespējams, jau sen sabruka kaut kas, bet vēl ir palicis pietiekami daudz, lai piepildītu debesis ar paraksta enerģijas pārrāvumu, kas kādreiz varēja būt spēcīgi gamma stari bet tagad ir izstiepts tieši mikroviļņu krāsnī. Tomēr tas joprojām satur to pašu “pēdējās izkliedes virsmu”.
Novērojumi mums saka, ka noteiktā līmenī kosmiskais mikroviļņu fons ir ievērojami izotropisks. Tas noveda pie kosmiskās inflācijas teorijas, kur mēs domājam, ka mikroskopiskā Visuma eksponenciālais ekspansijas ātrums bija aptuveni 1 × 10-36 pirmās sekundes - kas izskaidro, kāpēc viss šķiet tik vienmērīgi sadalīts.
Tomēr, rūpīgi apskatot kosmisko mikroviļņu fonu (CMB), parādās nedaudz niecības - vai anizotropijas -, kā liecina dati, ko savācis precīzi nosauktais Vilkinsona mikroviļņu anizotropijas zonde (WMAP).
Patiešām, visievērojamākā lieta CMB ir tās liela mēroga izotropija, un dažu smalku graudu anizotropiju atrašana varbūt nav tik pārsteidzoša. Tomēr tie ir dati, un tie teorētiķiem dod kaut ko, no kā veidot matemātiskos modeļus par agrīnā Visuma saturu.
Daži teorētiķi runā par CMB kvadrupola momentu anomālijām. Kvadrupola ideja būtībā ir enerģijas blīvuma sadalījuma izpausme sfēriskā tilpumā - kas var izkliedēt gaismu augšup vai lejup vai atpakaļ (vai variācijas no šiem četriem “polārajiem” virzieniem). Mainīgas novirzes pakāpe no pēdējās izkliedes virsmas pēc tam norāda uz anizotropijām sfēriskajā tilpumā, kas attēlo agrīno Visumu.
Piemēram, sakiet, ka tas bija piepildīts ar mini melnajiem caurumiem (MBH)? Scardigli et al (skatīt zemāk) matemātiski izpētīja trīs scenārijus, kur tieši pirms kosmiskās inflācijas pie 1 × 10-36 sekundes: 1) niecīgais pirmatnējais Visums bija piepildīts ar MBH kolekciju; 2) tie paši MBH nekavējoties iztvaiko, izveidojot vairākus Hokinga starojuma avotus; vai 3) saskaņā ar parasto teoriju nebija MBH.
Kad viņi veica matemātiku, 1. scenārijs vislabāk atbilst WMAP novērojumiem par anomālām kvadrupolu anizotropijām. Tātad, hey - kāpēc gan ne? Mazs proto-universs, kas piepildīts ar mini melnajiem caurumiem. Tā ir vēl viena iespēja pārbaudīt, kad daži augstākas izšķirtspējas CMB dati nāk no Planck vai citām nākamajām misijām. Pa to laiku tas ir materiāls astronomijas rakstniekam, kurš izmisis pēc kāda stāsta.
Papildu informācija: Scardigli, F., Gruber, C. un Chen (2010) Melnā cauruma paliekas agrīnajā Visumā.
