นักฟิสิกส์ฌอนคาร์โรลพูดคุยอย่างยอดเยี่ยมในการประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันในเดือนมิถุนายน 2551 เกี่ยวกับ“ การวิจัยเชิงเก็งกำไร” ของเขาเกี่ยวกับสิ่งที่อาจเกิดขึ้นก่อนที่บิกแบง (นี่คือบทความเกี่ยวกับการพูดคุยของ Carroll) แต่ตอนนี้ Carroll และเพื่อนร่วมงานบางคนได้ทำมากกว่าเพียงแค่คาดเดาเกี่ยวกับสิ่งที่อาจเกิดขึ้นก่อนการเริ่มต้นของจักรวาลของเรา Carroll พร้อมด้วยศาสตราจารย์ Marc Kamionkowski จากคาลเทคและนักศึกษาปริญญาโท Adrienne Erickcek ได้สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เพื่ออธิบายความผิดปกติในเอกภพยุคแรก ๆ และมันอาจทำให้เข้าใจถึงสิ่งที่มีอยู่ก่อนบิกแบง “ มันไม่ได้บ้าอย่างสมบูรณ์ที่จะถามว่าเกิดอะไรขึ้นต่อหน้าบิ๊กแบง” Kamionkowski กล่าว
ทฤษฎีอัตราเงินเฟ้อที่เสนอครั้งแรกในปี 2523 ระบุว่าพื้นที่นั้นขยายตัวชี้แจงในทันทีหลังจากบิ๊กแบง “ เงินเฟ้อเริ่มต้นเอกภพด้วยกระดานชนวนที่ว่างเปล่า” Erickcek อธิบาย อย่างไรก็ตามปัญหาเกี่ยวกับเงินเฟ้อก็คือมันทำนายว่าเอกภพเริ่มต้นอย่างสม่ำเสมอ
แต่จากการสำรวจของ Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) แสดงให้เห็นว่าความผันผวนของ Cosmic Microwave Background (CMB) - รังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่แทรกซึมจักรวาล 400,000 ปีหลังจากบิ๊กแบง - มีความแข็งแรงประมาณ 10% ในด้านหนึ่งของท้องฟ้ามากกว่าบน อื่น ๆ.
“ มันเป็นความผิดปกติที่ผ่านการรับรองแล้ว” Kamionkowski กล่าว “ แต่เนื่องจากเงินเฟ้อดูเหมือนว่าจะทำได้ดีกับทุกสิ่งทุกอย่างดังนั้นจึงดูเหมือนว่าก่อนกำหนดที่จะทิ้งทฤษฎี” แต่ทีมทำงานร่วมกับทฤษฎีในคณิตศาสตร์ของพวกเขาในการจัดการกับความไม่สมดุลเนื่องจากหนึ่งคำอธิบายสำหรับ“ เอกภพที่หนักหน่วงในด้านเดียว” นี้ก็คือถ้าความผันผวนเหล่านี้แสดงถึงโครงสร้างที่เหลืออยู่จากสิ่งที่สร้างจักรวาลของเรา
พวกเขาเริ่มต้นด้วยการทดสอบว่ามูลค่าของสนามพลังงานเดียวที่คิดว่าเป็นตัวขับเคลื่อนเงินเฟ้อหรือที่เรียกว่า inflaton นั้นแตกต่างกันในด้านหนึ่งของจักรวาลมากกว่าอีกด้านหนึ่งหรือไม่ มันไม่ทำงาน - พวกเขาพบว่าหากพวกเขาเปลี่ยนค่าเฉลี่ยของ inflaton แล้วอุณหภูมิเฉลี่ยและความแปรปรวนของพลังงานในอวกาศก็เปลี่ยนไปเช่นกัน ดังนั้นพวกเขาจึงสำรวจสนามพลังงานแห่งที่สองที่เรียกว่า curvaton ซึ่งก่อนหน้านี้ได้เสนอให้ก่อให้เกิดความผันผวนที่สังเกตได้ใน CMB พวกเขาแนะนำการก่อกวนให้กับเขตข้อมูล curvaton ซึ่งจะส่งผลกระทบต่ออุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งในขณะที่รักษาค่าเฉลี่ยของมันไว้
นาย Kamionkowski กล่าวว่าโมเดลใหม่ทำนายว่าเย็นกว่าจุดร้อนใน CMB Erickcek เสริมว่าคำทำนายนี้จะถูกทดสอบโดยดาวเทียมพลังค์ซึ่งเป็นภารกิจระหว่างประเทศที่นำโดยองค์การอวกาศยุโรปด้วยการสนับสนุนที่สำคัญจากองค์การนาซ่าซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในเดือนเมษายน 2552
สำหรับ Erickcek การค้นพบของทีมถือเป็นกุญแจสำคัญในการทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับอัตราเงินเฟ้อ “ เงินเฟ้อเป็นคำอธิบายถึงการขยายตัวของเอกภพ” เธอกล่าวเสริม “ การคาดการณ์ของมันได้รับการตรวจสอบแล้ว แต่สิ่งที่ผลักดันมันและมันใช้งานได้นานแค่ไหน? นี่เป็นวิธีที่จะดูว่าเกิดอะไรขึ้นในช่วงเงินเฟ้อซึ่งมีช่องว่างมากมายรอให้เติม”
แต่การก่อกวนที่นักวิจัยนำมาใช้อาจทำให้มองเห็นสิ่งแรกที่เกิดขึ้นก่อนหน้าบิกแบงเพราะมันอาจเป็นรอยประทับที่สืบทอดมาจากยุคก่อนเงินเฟ้อ “ ทุกสิ่งนั้นถูกซ่อนไว้โดยม่านอย่างสังเกตได้” Kamionkowski กล่าว “ ถ้าแบบจำลองของเรายึดครองเราอาจมีโอกาสได้เห็นหน้าม่านหลังนี้”
ที่มา: Caltech
