Prisiminkite, kaip jūs kadaise galėjote pasiimti knygą apie pirmąsias tris minutes po Didžiojo sprogimo ir nustebinkite dėl to, kiek išsamiai stebėjimas ir teorija gali suteikti apie tuos ankstyvuosius visatos momentus. Šiomis dienomis daugiau dėmesio skiriama tam, kas nutiko tarp 1 × 10-36 ir 1 × 10-32 pirmos sekundės, kai bandome susieti teoriją su išsamesniais kosminių mikrobangų fono stebėjimais.
Praėjus maždaug 380 000 metų po Didžiojo sprogimo, ankstyvoji visata tapo vėsi ir pakankamai išsklaidyta, kad šviesa netrukdytų judėti, ir tai padarė toliau - nešdama informaciją apie „paskutinio išsibarstymo paviršių“. Iki šio laiko fotonai buvo nuolat absorbuojami ir vėl skleidžiami (t. Y. Išsibarstę) karštos tankios ankstesnės visatos plazmos - ir niekada niekur nepatekdavo kaip šviesos spinduliai.
Tačiau gana staiga Visata tapo daug mažiau perpildyta, kai ji pakankamai atvėso, kad elektronai galėtų susijungti su branduoliais ir sudaryti pirmuosius atomus. Taigi šis pirmasis šviesos pliūpsnis, kai Visata staiga tapo skaidrus spinduliuotei, turėjo fotonus, skleidžiamus tą gana išskirtinį momentą - kadangi aplinkybės, leidžiančios tokį visuotinį energijos pliūpsnį, įvyko tik vieną kartą.
Išplečiant visatą dar 13,6 ir šiek tiek milijardo metų, daugelis šių fotonų greičiausiai sudužo kažkam seniai, tačiau jų dar yra pakankamai, kad dangų užpildytų signalo energijos sprogimas, kuris kadaise galėjo būti galingi gama spinduliai. bet dabar ištiesta į mikrobangų krosnelę. Nepaisant to, joje vis dar yra ta pati „paskutinio išsklaidymo“ informacija.
Stebėjimai mums sako, kad tam tikru lygmeniu kosminės mikrobangos fonas yra nepaprastai izotropinis. Tai atvedė prie kosminės infliacijos teorijos, kur, mūsų manymu, mikroskopinė visata labai anksti eksponentiškai išsiplėtė maždaug 1 × 10-36 pirmosios sekundės - tai paaiškina, kodėl viskas atrodo taip tolygiai.
Tačiau atidžiai pažvelgus į kosminius mikrobangų fonus (CMB) išryškėja mažytis nuospaudų arba anizotropijos pobūdis, ką parodo duomenys, kuriuos surinko taikliai pavadintas „Wilkinson Microwave Anisotropy Probe“ (WMAP).
Iš tiesų, pats ryškiausias dalykas apie CMB yra jo didelio masto izotropija ir rasti kai kurias smulkių grūdų anizotropijas turbūt nėra taip keista. Tačiau tai yra duomenys ir jie suteikia teoretikams ką iš jų sudaryti matematinius modelius apie ankstyvosios visatos turinį.
Kai kurie teoretikai kalba apie CMB keturkojo momento anomalijas. Keturkojo idėja iš esmės yra energijos tankio pasiskirstymo rutuliniame tūryje išraiška, kuri gali išsklaidyti šviesą aukštyn žemyn arba atgal (arba variacijas iš tų keturių „polinių“ krypčių). Kintamo nuokrypio nuo paskutinio išsibarstymo paviršiaus laipsnis parodo anisotropijas sferiniame tūryje, vaizduojančiame ankstyvąją visatą.
Pavyzdžiui, tarkime, kad jis buvo užpildytas mažosiomis juodosiomis skylėmis (MBH)? Scardigli ir kt. (Žr. Žemiau) matematiškai ištyrė tris scenarijus, kur prieš pat kosminę infliaciją esant 1 × 10-36 sekundės: 1) mažytė pirmykštė visata buvo užpildyta MBH rinkiniu; 2) tie patys MBH tuoj pat išgaravo, sukurdami kelis taškų Hawkingo radiacijos šaltinius; arba 3) pagal įprastą teoriją nebuvo MBH.
Kai jie atliko matematiką, 1 scenarijus geriausiai tinka WMAP stebėjimams apie anomalias keturkojų anizotropijas. Taigi, Ei, kodėl gi ne? Mažytė proto visata, užpildyta mažomis juodosiomis skylėmis. Tai dar viena galimybė išbandyti, kai aukštesnės skiriamosios gebos CMB duomenys ateina iš „Planck“ ar kitų būsimų misijų. Tuo tarpu tai yra medžiaga astronomijos rašytojui, trokštančiam istorijos.
Papildoma literatūra: Scardigli, F., Gruber, C. ir Chen (2010) Juodosios skylės likučiai ankstyvojoje visatoje.
