Fyzik Sean Carroll predniesol na stretnutí Americkej astronomickej spoločnosti v júni 2008 nádherný rozhovor o svojom „špekulatívnom výskume“ o tom, čo by mohlo existovať pred Veľkým treskom. (Tu je článok o Carrollovom prednáške.) Ale teraz Carroll a niektorí kolegovia urobili viac ako len špekulovali o tom, čo by mohlo prísť pred začiatkom nášho vesmíru. Carroll spolu s profesorkou Caltech Marc Kamionkowski a postgraduálnou študentkou Adrienne Erickcekovou vytvorili matematický model na vysvetlenie anomálie v ranom vesmíre a môžu tiež objasniť to, čo existovalo pred Veľkým treskom. "Už nie je úplne šialené opýtať sa, čo sa stalo pred Veľkým treskom," uviedol Kamionkowski.
V teórii inflácie, ktorá bola prvýkrát navrhnutá v roku 1980, sa uvádza, že priestor sa exponenciálne rozširoval okamžite po Veľkom tresku. "Inflácia začína vesmír prázdnou bridlicou," opisuje Erickcek. Problém s infláciou je však v tom, že predpovedá, že vesmír začal jednotne.
Merania z Wilkinsonovej mikrovlnnej anizotropnej sondy (WMAP) však ukazujú, že fluktuácie v kozmickom mikrovlnnom pozadí (CMB) - elektromagnetické žiarenie, ktoré preniklo do vesmíru 400 000 rokov po Veľkom tresku - sú asi o 10% silnejšie na jednej strane oblohy ako na ostatný.
"Je to certifikovaná anomálie," poznamenáva Kamionkowski. „Keďže sa však zdá, že inflácia funguje dobre so všetkým ostatným, zdá sa predčasné vyradiť túto teóriu.“ Namiesto toho tím pracoval s teóriou v ich matematike zameranej na asymetriu, pretože jedným vysvetlením tohto „ťažkého vesmíru na jednej strane“ by bolo, keby tieto fluktuácie predstavovali štruktúru, ktorá zostala z niečoho, čo produkovalo náš vesmír.
Začali testovaním, či hodnota jedného energetického poľa, o ktorom sa predpokladá, že riadi infláciu, nazývaného inflatón, bola na jednej strane vesmíru iná ako na druhej. Nefungovalo to - zistili, že ak zmenia strednú hodnotu inflatónu, zmení sa aj priemerná teplota a amplitúda energetických zmien v priestore. Preskúmali teda druhé energetické pole, zvané curvaton, ktoré bolo predtým navrhnuté tak, aby vyvolalo výkyvy pozorované v CMB. Do curvatonovho poľa zaviedli poruchu, ktorá ovplyvňuje iba to, ako sa teplota mení z bodu na bod v priestore, pričom si zachováva svoju priemernú hodnotu.
Nový model predpovedá chladnejšie ako horúce miesta v CMB, hovorí Kamionkowski. Erickcek dodáva, že túto predpoveď bude testovať satelit Planck, medzinárodná misia vedená Európskou vesmírnou agentúrou s výraznými príspevkami agentúry NASA, ktorá sa má začať v apríli 2009.
Zistenia tímu pre Erickčeka sú kľúčom k pochopeniu inflácie. „Inflácia je opis toho, ako sa vesmír rozširoval,“ dodáva. „Jeho predpovede boli overené, ale čo ju viedlo a ako dlho to trvalo? Toto je spôsob, ako sa pozrieť na to, čo sa stalo počas inflácie, ktorá čaká na vyplnenie veľa medzier. “
Porucha, ktorú predstavili vedci, môže tiež poskytnúť prvý pohľad na to, čo prišlo pred Veľkým treskom, pretože by to mohol byť odtlačok zdedený od času pred infláciou. "Všetky tieto veci sú pozorne skryté závojom," hovorí Kamionkowski. "Ak náš model vydrží, možno budeme mať šancu vidieť za týmto závojom."
Zdroj: Caltech
