ดาราศาสตร์ที่ไม่มีกล้องโทรทรรศน์ - หนึ่งใน Nanosecond ที่อัดแน่น

Pin
Send
Share
Send

จำไว้ว่าครั้งหนึ่งคุณสามารถรับหนังสือเกี่ยวกับสามนาทีแรกหลังจากบิกแบงและทึ่งกับระดับรายละเอียดที่การสังเกตและทฤษฎีจะให้เกี่ยวกับช่วงเวลาแรก ๆ ของจักรวาล ทุกวันนี้การโฟกัสมีมากขึ้นในสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่าง 1 × 10-36 และ 1 × 10-32 วินาทีแรกในขณะที่เราพยายามแต่งงานกับทฤษฎีโดยมีการสำรวจรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับพื้นหลังไมโครเวฟคอสมิค

ประมาณ 380,000 ปีหลังจากบิกแบงเอกภพยุคแรกเริ่มเย็นสบายและกระจายแสงเพียงพอที่จะเคลื่อนไหวได้อย่างไม่มีข้อ จำกัด ซึ่งมันก็ดำเนินการต่อไปโดยถือเป็นข้อมูลเกี่ยวกับ ก่อนหน้านี้โฟตอนถูกดูดซับอย่างต่อเนื่องและถูกปล่อยออกมาอีกครั้ง (เช่นกระจัดกระจาย) โดยพลาสมาร้อนที่หนาแน่นของเอกภพก่อนหน้า - และไม่เคยไปที่ใดก็ได้เหมือนรังสีแสง

แต่ทันใดนั้นจักรวาลก็หนาแน่นน้อยลงเมื่อมันเย็นพอที่อิเล็กตรอนจะรวมกับนิวเคลียสเพื่อสร้างอะตอมแรก ดังนั้นการระเบิดของแสงครั้งแรกเมื่อเอกภพเริ่มโปร่งใสต่อการแผ่รังสีมีโฟตอนที่เปล่งออกมาในช่วงเวลาที่ค่อนข้างแปลกประหลาด - เนื่องจากสถานการณ์เพื่อให้เกิดการระเบิดของพลังงานสากลที่เกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว

ด้วยการขยายตัวของเอกภพในอีก 13.6 และอีกพันล้านปีโฟตอนเหล่านี้จำนวนมากอาจชนเข้ากับบางสิ่งบางอย่างนานมาแล้ว แต่ก็ยังเหลืออยู่พอที่จะเติมท้องฟ้าให้เต็มไปด้วยพลังงานระเบิดที่อาจเป็นรังสีแกมม่าอันทรงพลัง แต่ตอนนี้ถูกยืดออกไปสู่ไมโครเวฟ อย่างไรก็ตามมันยังมีข้อมูล 'พื้นผิวของการกระเจิงครั้งสุดท้าย' เดียวกัน

สังเกตบอกเราว่าในระดับหนึ่งไมโครเวฟพื้นหลังเป็น isotropic อย่างน่าทึ่ง สิ่งนี้นำไปสู่ทฤษฎีเงินเฟ้อจักรวาลซึ่งเราคิดว่ามีการขยายกำลังเอกซ์โพเนนเชียลในช่วงต้นของเอกภพกล้องจุลทรรศน์ที่ประมาณ 1 × 10-36 ในวินาทีแรก - ซึ่งอธิบายว่าทำไมทุกอย่างจึงปรากฏอย่างสม่ำเสมอ

อย่างไรก็ตามการมองอย่างใกล้ชิดกับพื้นหลังไมโครเวฟในอวกาศ (CMB) แสดงให้เห็นถึงความเป็นก้อนเล็ก ๆ น้อย ๆ หรือ anisotropy ดังที่แสดงในข้อมูลที่เก็บรวบรวมโดยวิลกินสันโพรบ Anisotropy (WMAP)

จริงๆแล้วสิ่งที่น่าทึ่งที่สุดเกี่ยวกับ CMB ก็คือไอโซโทปขนาดใหญ่และการหาไอโซโทปที่มีเมล็ดละเอียดอาจไม่น่าแปลกใจนัก อย่างไรก็ตามมันเป็นข้อมูลและให้นักทฤษฎีที่จะสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์เกี่ยวกับเนื้อหาของเอกภพยุคแรก

นักทฤษฎีบางคนพูดถึงความผิดปกติของโมเมนต์สี่เท่าของ CMB แนวคิด quadrupole นั้นเป็นการแสดงออกของการกระจายความหนาแน่นของพลังงานภายในปริมาตรทรงกลมซึ่งอาจกระจายแสงขึ้น - ลงหรือถอยหลังไปข้างหน้า (หรือการเปลี่ยนแปลงจากทิศทางสี่ขั้วทั้งสี่) ระดับการเบี่ยงเบนของตัวแปรจากพื้นผิวของการกระเจิงครั้งสุดท้ายนั้นจะบอกใบ้ที่ anisotropies ในปริมาตรทรงกลมที่แสดงถึงเอกภพยุคแรก

ตัวอย่างเช่นสมมติว่ามันเต็มไปด้วยหลุมดำขนาดเล็ก (MBHs) หรือไม่ Scardigli et al (ดูด้านล่าง) ตรวจสอบทางคณิตศาสตร์สามสถานการณ์โดยที่ก่อนอัตราเงินเฟ้อของจักรวาลที่ 1 × 10-36 วินาที: 1) เอกภพยุคแรกเริ่มเล็ก ๆ เต็มไปด้วยชุดของ MBH; 2) MBHs เดียวกันระเหยทันทีสร้างแหล่งกำเนิดรังสีฮอว์คิงหลายจุด หรือ 3) ไม่มี MBHs ตามทฤษฎีทั่วไป

เมื่อพวกเขาใช้คณิตศาสตร์สถานการณ์ที่ 1 เหมาะสมที่สุดกับการสังเกต WMAP ของ anisotropies ที่ผิดปกติ quadrupole ดังนั้นเฮ้ - ทำไมไม่ โปรโต - เอกภพเล็ก ๆ ที่เต็มไปด้วยหลุมดำขนาดเล็ก เป็นอีกตัวเลือกหนึ่งในการทดสอบว่าข้อมูล CMB ความละเอียดสูงกว่ามาจากพลังค์หรือภารกิจอื่น ๆ ในอนาคตที่จะมาถึง และในขณะเดียวกันมันเป็นวัสดุสำหรับนักเขียนดาราศาสตร์ที่อยากรู้เรื่อง

อ่านเพิ่มเติม: Scardigli, F. , Gruber, C และเฉิน (2010) มีหลุมดำหลงเหลืออยู่ในเอกภพยุคแรก

Pin
Send
Share
Send