ألقى الفيزيائي شون كارول حديثًا رائعًا في اجتماع الجمعية الفلكية الأمريكية في يونيو 2008 حول "بحثه المضارب" حول ما كان يمكن أن يكون موجودًا قبل الانفجار الكبير. (إليك مقالة عن حديث كارول). لكن الآن قام كارول وبعض الزملاء بأكثر من مجرد التكهن بما قد يكون قبل بداية كوننا. قام كارول ، جنبًا إلى جنب مع أستاذ Caltech مارك كاميونكوفسكي وطالب الدراسات العليا Adrienne Erickcek بإنشاء نموذج رياضي لشرح حالة شاذة في الكون المبكر ، وقد يلقي الضوء أيضًا على ما كان موجودًا قبل الانفجار العظيم. قال كاميونكوفسكي "لم يعد من الجنون أن نسأل عما حدث قبل الانفجار العظيم".
تنص نظرية التضخم ، التي تم اقتراحها لأول مرة في عام 1980 ، على أن الفضاء توسع بشكل كبير في اللحظة التي تلت الانفجار الكبير. يصف إريكشيك قائلاً: "يبدأ التضخم الكون بسجل فارغ". ومع ذلك ، فإن مشكلة التضخم هي أنه يتنبأ ببدء الكون بشكل موحد.
لكن القياسات المأخوذة من مسبار Wilkinson Microwave Anisotropy (WMAP) تُظهر أن التقلبات في الخلفية الميكروية الكونية (CMB) - الإشعاع الكهرومغناطيسي الذي تخلل الكون بعد 400000 سنة من الانفجار العظيم - أقوى بحوالي 10٪ على جانب واحد من السماء عن جانب الأخرى.
"إنه شذوذ مصدق" ، يلاحظ Kamionkowski. "ولكن بما أن التضخم يبدو جيدًا مع كل شيء آخر ، فيبدو من السابق لأوانه تجاهل النظرية". بدلاً من ذلك ، عمل الفريق مع النظرية في الرياضيات الخاصة بهم لمعالجة عدم التماثل ، حيث أن أحد التفسيرات لهذا "الكون الثقيل من جانب واحد" سيكون إذا كانت هذه التقلبات تمثل بنية متبقية من شيء أنتج كوننا.
بدأوا باختبار ما إذا كانت قيمة مجال طاقة واحد يُعتقد أنه دفع التضخم ، تسمى النفخة ، مختلفة على جانب واحد من الكون عن الآخر. لم تنجح - وجدوا أنه إذا قاموا بتغيير القيمة المتوسطة للانتفاخ ، فإن متوسط درجات الحرارة واتساع اختلافات الطاقة في الفضاء تغير أيضًا. لذلك قاموا باستكشاف مجال طاقة ثانٍ ، يسمى curvaton ، والذي تم اقتراحه سابقًا لإحداث تقلبات لوحظت في CMB. أدخلوا اضطرابًا في حقل curvaton والذي اتضح أنه يؤثر فقط على كيفية اختلاف درجة الحرارة من نقطة إلى أخرى عبر الفضاء ، مع الحفاظ على متوسط قيمته.
يقول Kamionkowski أن النموذج الجديد يتنبأ بمزيد من البرودة من البقع الساخنة في CMB. ويضيف إريكشيك أن هذا التوقع سيختبره القمر الصناعي بلانك ، وهي بعثة دولية بقيادة وكالة الفضاء الأوروبية بمساهمة كبيرة من وكالة ناسا ، من المقرر إطلاقها في أبريل 2009.
بالنسبة إلى Erickcek ، تمسك نتائج الفريق بمفتاح لفهم المزيد حول التضخم. وتضيف: "التضخم هو وصف لكيفية توسع الكون". "لقد تم التحقق من تنبؤاته ، ولكن ما الذي دفعها ومتى استمر؟ هذه طريقة لإلقاء نظرة على ما حدث أثناء التضخم ، الذي يحتوي على الكثير من الفراغات التي تنتظر ملؤها. "
لكن الاضطراب الذي أدخله الباحثون قد يقدم أيضًا لمحة أولية عما حدث قبل الانفجار العظيم ، لأنه يمكن أن يكون بصمة موروثة من الوقت قبل التضخم. يقول كاميونكوفسكي: "كل هذه الأشياء مخفية بحجاب ، من خلال الملاحظة". "إذا صمد نموذجنا ، فقد تكون لدينا فرصة لرؤية ما وراء هذا الحجاب."
المصدر: Caltech
