Fyzik Sean Carroll přednesl na setkání Americké astronomické společnosti v červnu 2008 nádherný rozhovor o svém „spekulativním výzkumu“ o tom, co by mohlo existovat před Velkým třeskem. (Zde je článek o Carrollově přednášce.) Ale teď Carroll a někteří kolegové udělali něco víc než jen spekulovat o tom, co by mohlo přijít před začátkem našeho vesmíru. Carroll, spolu s profesorem Caltech Marc Kamionkowski a postgraduální studentkou Adrienne Erickcek, vytvořili matematický model, který vysvětluje anomálii v raném vesmíru, a může také osvětlit to, co existovalo před Velkým třeskem. "Už není úplně šílené ptát se, co se stalo před Velkým třeskem," řekl Kamionkowski.
Teorie inflace, poprvé navržená v roce 1980, uvádí, že prostor se exponenciálně rozšířil v okamžiku, který následoval po Velkém třesku. "Inflace začíná vesmír prázdnou břidlicí," popisuje Erickcek. Problém s inflací je však v tom, že předpovídá, že vesmír začal rovnoměrně.
Měření z Wilkinsonovy mikrovlnné anizotropní sondy (WMAP) však ukazují, že fluktuace v kosmickém mikrovlnném pozadí (CMB) - elektromagnetické záření, které prošlo vesmírem 400 000 let po Velkém třesku - jsou asi o 10% silnější na jedné straně oblohy než na jiný.
"Je to ověřená anomálie," poznamenává Kamionkowski. "Ale protože se zdá, že inflace to dělá dobře se vším ostatním, zdá se předčasné tuto teorii vyřadit." Místo toho tým pracoval s teorií v jejich matematice, která se zabývala asymetrií, protože jedno vysvětlení pro tento „těžký vesmír na jedné straně“ by bylo, kdyby tyto fluktuace představovaly strukturu zbylou z něčeho, co produkovalo náš vesmír.
Začali testováním, zda hodnota jednoho energetického pole, o kterém se předpokládá, že řídí inflaci, nazývaný inflaton, byla na jedné straně vesmíru jiná než na druhé. Nefungovalo to - zjistili, že pokud změní střední hodnotu inflatonu, změní se také průměrná teplota a amplituda změn energie v prostoru. Prozkoumali tedy druhé energetické pole, zvané curvaton, které bylo dříve navrženo tak, aby vyvolalo fluktuace pozorované v CMB. Do curvatonova pole zavedli poruchu, která dopadá pouze na to, jak se teplota mění z bodu na bod v prostoru, při zachování její průměrné hodnoty.
Nový model předpovídá chladnější než horká místa v CMB, říká Kamionkowski. Erickcek dodává, že tuto předpověď bude testovat satelit Planck, mezinárodní mise vedená Evropskou kosmickou agenturou s významnými příspěvky od NASA, která má být spuštěna v dubnu 2009.
Pro Erickceka jsou zjištění týmu klíčem k pochopení více o inflaci. "Inflace je popis toho, jak se vesmír rozšířil," dodává. "Její předpovědi byly ověřeny, ale co ji řídilo a jak dlouho to trvalo?" To je způsob, jak se podívat na to, co se stalo během inflace, která čeká na vyplnění spousty mezer. “
Porucha, kterou vědci představili, může také nabídnout první pohled na to, co přišlo před Velkým třeskem, protože by to mohl být otisk zděděný od doby před inflací. "Všechny tyto věci jsou pozorně skryté závojem," říká Kamionkowski. "Pokud náš model vydrží, možná budeme mít šanci vidět za tento závoj."
Zdroj: Caltech
