Mokslinių galvosūkių mėgėjams: aiškinantis Didžiojo Sprogimo paslaptis

„Nuo šiol klausimai apie tai, kas įvyko prieš Didįjį Sprogimą, jau nebeskamba visiškai beprotiškai“, – pasakoja minėtojo instituto teorinės fizikos ir astrofizikos profesorius Markas Kamionkovskis (Marc Kamionkowski). M. Kamionkovskis kartu su kitais mokslininkais pasiūlė matematinį modelį, kuris aprašo anomaliją, pasireiškiančią tolygiai pasiskirsčiusios materijos ir spinduliuotės visatoje.

Tyrėjai nagrinėja reiškinį, vadinamą infliacija – 1980 m. pasiūlytą idėją, kad iškart po Didžiojo Sprogimo erdvė sugebėjo neįtikėtinai (tiksliau tariant, pagal eksponentinį dėsnį) išsiplėsti. „Infliacija Visatą pradeda nuo švarios būsenos“, – teigia profesoriaus kolegė Adriana Erikček (Adrienne Erickcek). Tačiau pagrindinis infliacijos trūkumas yra tai, kad Visata nėra tokia tolygi, kaip kad numato pats paprasčiausias šios teorijos variantas. Kai kurios Visatos dalys yra labiau pakitusios už kitas.

Iki šiol kosminės foninės spinduliuotės (CMB) – tam tikrų elektromagnetinių bangų, sugebėjusių praėjus 400 tūkst. metų nuo Didžiojo Sprogimo ištrūkti iš karštos kosminės plazmos – matavimai derėjo su infliacijos teorija, nes atrodė, kad CMB fliuktuacijos visur pasireiškia vienodai. Tačiau prieš kelerius metus kai kurie tyrėjai kruopščiai ištyrė NASA Vilkinsono mikrobangų anizotropijos zondo (WMAP) surinktus duomenis. Paaiškėjo, kad CMB fliuktuacijų amplitudė visomis kryptimis nėra vienoda.

„Jeigų mūsų akys galėtų atskirti radijo bangas, tuomet pamatytume, jog visas dangus švyti, – teigia M. Kamionkovskis. – Būtent tai mato WMAP zondas“. WMAP zondas CMB spinduliuotę vaizduoja kaip pošvytį, pasireiškusį iškart po Didžiojo Sprogimo. Visatai nuolat plečiantis per 13,7 mlrd. metų šis švytėjimas perėjo į mikrobangų diapazoną. Zondas taip pat užfiksavo, kad CMB pasižymi ryškesnėmis dėmelėmis – nuokrypiais nuo vidutinės vertės – vienoje dangaus pusėje.

„Tai tikrų tikriausia anomalija, – pažymi mokslininkas. – Bet kadangi infliacija su viskuo kitu susitvarko, būtų neprotinga skubotai atmesti šią teoriją“. Taigi tyrėjų komanda, matematiškai nagrinėdama infliacijos teoriją, daugiausia dėmesio skyrė asimetrijai.

Iš pradžių mokslininkai pabandė išsiaiškinti, ar tam tikra lauko (t. y. infliatono) energijos vertė, kuriai esant prasidėjo infliacijos periodas, buvo tokia pati skirtingose Visatos pusėse. Gauti rezultatai nenudžiugino, nes paaiškėjo, kad pakeitus vidutinę infliatono vertę kinta vidutinė erdvės temperatūra bei energijos nuokrypio amplitudė. Taigi mokslininkai ėmė tyrinėti kitą lauką, vadinamą kurvatonu (angl. curvaton). Manoma, kad šis laukas galėjo sukelti fliuktuacijas, stebimas CMB. Įvedus kurvatono trikdžius paaiškėjo, kad šie paveikia tik temperatūros kitimą erdvėje (pereinant nuo vieno taško prie kito taško), todėl vidutinė jos vertė išlieka tokia pati.

Naujasis modelis numato, kad CMB turėtų turėti daugiau šaltų, o ne karštų dėmelių. Tikimasi, jog tokią išvadą patikrins „Planck” palydovas, kurį ketinama paleisti 2009 m. baldandį. Šiai tarptautinei misijai vadovauja Europos kosmoso agentūra.

A. Erikček įsitikinusi, kad jų pasiekimai leis daugiau suprasti, kas yra infliacija. „Infliacija yra visatos plėtimosi apibūdinimas, – aiškina ji. – Šios teorijos prognozės yra patvirtintos, tačiau nėra aišku, kas ją privertė vykti ir kiek laiko ji tęsėsi. Mes turime būdą, leidžiantį pažvelgti, kas vyko infliacijos metu“.

Trikdžiai, kuriuos panaudojo tyrėjai, taip pat gali leisti žvilgtelėti į tai, kas vyko prieš Didįjį Sprogimą, nes visai įmanoma, jog jie egzistavo prieš infliaciją. „Visą šį reikalą gaubia šydas, – prideda profesorius. – Jeigu paaiškėtų, kad mūsų modelis teisingas, tuomet turėtume galimybę pamatyti tai, kas slypi už šio šydo“.

Mokslininkų darbas išspausdintas gruodžio 16 d. „Physical Review D“ numeryje.

   

Facebook komentarai