Θυμηθείτε πώς θα μπορούσατε κάποτε να παραλάβετε ένα βιβλίο για τα πρώτα τρία λεπτά μετά το Big Bang και να εκπλαγείτε από το επίπεδο λεπτομέρειας που θα μπορούσε να προσφέρει η παρατήρηση και η θεωρία σχετικά με αυτές τις πρώτες στιγμές του σύμπαντος. Αυτές τις μέρες το επίκεντρο είναι περισσότερο στο τι συνέβη μεταξύ 1 × 10-36 και 1 × 10-32 του πρώτου δευτερολέπτου καθώς προσπαθούμε να παντρευτούμε τη θεωρία με πιο λεπτομερείς παρατηρήσεις του κοσμικού φούρνου μικροκυμάτων.
Περίπου 380.000 χρόνια μετά το Big Bang, το πρώιμο σύμπαν έγινε δροσερό και διάχυτο ώστε το φως να κινείται ανεμπόδιστα, το οποίο προχώρησε - μεταφέροντας μαζί του πληροφορίες σχετικά με την «επιφάνεια της τελευταίας σκέδασης». Πριν από αυτό το διάστημα τα φωτόνια απορροφούνταν συνεχώς και εκπέμπονται εκ νέου (δηλαδή διασκορπίζονται) από το θερμό πυκνό πλάσμα του προηγούμενου σύμπαντος - και ποτέ δεν πήγαιναν πουθενά ως ακτίνες φωτός.
Αλλά ξαφνικά, το σύμπαν έγινε πολύ λιγότερο γεμάτο όταν κρυώσει αρκετά ώστε τα ηλεκτρόνια να συνδυάζονται με πυρήνες για να σχηματίσουν τα πρώτα άτομα. Έτσι, αυτή η πρώτη έκρηξη φωτός, καθώς το σύμπαν έγινε ξαφνικά διαφανές στην ακτινοβολία, περιείχε φωτόνια που εκπέμπονται σε αυτήν την αρκετά μοναδική στιγμή - αφού οι συνθήκες για να επιτρέψουν μια τέτοια καθολική έκρηξη ενέργειας συνέβη μόνο μία φορά.
Με την επέκταση του σύμπαντος για άλλα 13,6 και λίγα δισεκατομμύρια χρόνια, πολλά από αυτά τα φωτόνια πιθανότατα συντρίβουν σε κάτι πριν από πολύ καιρό, αλλά έχουν απομείνει αρκετά για να γεμίσουν τον ουρανό με μια ενεργειακή έκρηξη που θα μπορούσε να ήταν κάποτε ισχυρές ακτίνες γάμμα αλλά τώρα έχει απλωθεί στο φούρνο μικροκυμάτων. Ωστόσο, εξακολουθεί να περιέχει την ίδια «επιφάνεια της τελευταίας σκέδασης» πληροφοριών.
Οι παρατηρήσεις μας λένε ότι, σε ένα ορισμένο επίπεδο, το κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων είναι εξαιρετικά ισοτροπικό. Αυτό οδήγησε στη θεωρία του κοσμικού πληθωρισμού, όπου πιστεύουμε ότι υπήρξε μια πολύ πρώιμη εκθετική επέκταση του μικροσκοπικού σύμπαντος σε περίπου 1 × 10-36 του πρώτου δευτερολέπτου - που εξηγεί γιατί όλα εμφανίζονται τόσο ομοιόμορφα απλωμένα.
Ωστόσο, μια προσεκτική ματιά στο κοσμικό φούρνο μικροκυμάτων (CMB) δείχνει ένα μικρό κομμάτι πρηξίματος - ή ανισοτροπίας - όπως αποδεικνύεται σε δεδομένα που συλλέχθηκαν από τον εύστοχα ονομάζεται Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP).
Πραγματικά, το πιο αξιοσημείωτο πράγμα για το CMB είναι η ισοτροπία μεγάλης κλίμακας και η εύρεση κάποιων ανισοτροπιών λεπτών κόκκων ίσως δεν είναι τόσο εκπληκτικό. Ωστόσο, είναι δεδομένα και δίνει στους θεωρητικούς κάτι από το οποίο μπορούν να δημιουργήσουν μαθηματικά μοντέλα για το περιεχόμενο του πρώιμου σύμπαντος.
Μερικοί θεωρητικοί μιλούν για ανωμαλίες της τετραπολικής CMB. Η τετραπολική ιδέα είναι ουσιαστικά μια έκφραση της ενεργειακής πυκνότητας εντός ενός σφαιρικού όγκου - η οποία μπορεί να διασκορπίζει το φως προς τα πάνω ή προς τα πίσω (ή παραλλαγές από αυτές τις τέσσερις «πολικές» κατευθύνσεις). Ένας βαθμός μεταβλητής παραμόρφωσης από την επιφάνεια της τελευταίας σκέδασης στη συνέχεια υπονοεί ανισοτροπίες στον σφαιρικό όγκο που αντιπροσωπεύει το πρώιμο σύμπαν.
Για παράδειγμα, ας πούμε ότι ήταν γεμάτο με μίνι μαύρες τρύπες (MBHs); Οι Scardigli et al (βλ. Παρακάτω) διερεύνησαν μαθηματικά τρία σενάρια, όπου λίγο πριν τον κοσμικό πληθωρισμό στο 1 × 10-36 δευτερόλεπτα: 1) το μικροσκοπικό αρχέγονο σύμπαν γέμισε με μια συλλογή MBHs. 2) τα ίδια MBH εξατμίστηκαν αμέσως, δημιουργώντας πολλαπλές σημειακές πηγές ακτινοβολίας Hawking. ή 3) δεν υπήρχαν MBH, σύμφωνα με τη συμβατική θεωρία.
Όταν έτρεξαν τα μαθηματικά, το σενάριο 1 ταιριάζει καλύτερα με τις παρατηρήσεις του WMAP για ανωμαλίες τετράπολων ανισοτροπιών. Λοιπόν, γεια - γιατί όχι; Ένα μικρό πρωτο-σύμπαν γεμάτο με μίνι μαύρες τρύπες. Είναι μια άλλη επιλογή να δοκιμάσετε πότε κάποια δεδομένα CMB υψηλότερης ανάλυσης προέρχονται από το Planck ή άλλες μελλοντικές αποστολές. Και εν τω μεταξύ, είναι υλικό για έναν συγγραφέα αστρονομίας απελπισμένο για μια ιστορία.
Περαιτέρω ανάγνωση: Scardigli, F., Gruber, Γ. και Chen (2010) Υπόλοιπα μαύρων τρυπών στον πρώιμο κόσμο.
