Amintiți-vă cum ați putea să ridicați o carte despre primele trei minute după Big Bang și să fiți uimiți de nivelul de detaliu pe care observația și teoria l-ar putea oferi cu privire la acele momente timpurii ale universului. În aceste zile accentul se concentrează mai mult pe ceea ce s-a întâmplat între 1 × 10-36 și 1 × 10-32 din prima secundă în timp ce încercăm să ne căsătorim cu teoria cu observații mai detaliate ale fundalului microundelor cosmice.
La aproximativ 380.000 de ani de la Big Bang, universul timpuriu a devenit suficient de rece și de difuz pentru ca lumina să se miște fără obstacole, lucru pe care a procedat să-l facă - purtând cu ea informații despre „suprafața ultimei împrăștieri”. Înainte de această perioadă fotonii erau absorbiți continuu și reemisiți (adică împrăștiați) de plasma densă fierbinte a universului anterior - și niciodată nu ajungeau într-adevăr nicăieri ca niște raze de lumină.
Dar destul de brusc, universul a devenit mult mai puțin aglomerat atunci când s-a răcit suficient pentru ca electronii să se combine cu nucleele pentru a forma primii atomi. Așadar, această primă explozie de lumină, întrucât universul devenea brusc transparent radiațiilor, conținea fotoni emiși în acel moment destul de singular - întrucât circumstanțele pentru a permite o astfel de explozie de energie universală s-au întâmplat o singură dată.
Odată cu extinderea universului cu încă 13,6 miliarde de ani și un pic de miliarde de ani, o mulțime de fotoni s-au prăbușit probabil cu ceva timp în urmă, dar au mai rămas suficiente pentru a umple cerul cu o explozie de energie semnată, care ar fi putut fi odată puternice raze gamma. dar acum a fost întins chiar în microunde. Cu toate acestea, acesta conține în continuare aceeași informație „suprafață a ultimei împrăștieri”.
Observațiile ne spun că, la un anumit nivel, fundalul microundelor cosmice este remarcabil izotrop. Aceasta a dus la teoria inflației cosmice, unde credem că a existat o expansiune exponențială foarte timpurie a universului microscopic în jurul valorii de 1 × 10-36 din prima secundă - ceea ce explică de ce totul apare atât de uniform răspândit.
Cu toate acestea, o privire atentă asupra fundalului cosmic cu microunde (CMB) arată un pic minuscul - sau anisotropie - așa cum s-a demonstrat în datele colectate de bine-numitul Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP).
Într-adevăr, cel mai remarcabil lucru despre CMB este izotropia pe scară largă și găsirea unor anizotropii cu granule fine nu este poate surprinzător. Cu toate acestea, este vorba de date și oferă teoreticienilor ceva din care să construiască modele matematice despre conținutul universului timpuriu.
Unii teoreticieni vorbesc despre anomaliile momentului quadrupol CMB. Ideea cvadrupolei este în esență o expresie a distribuției densității energiei într-un volum sferic - care ar putea împrăștia lumină în sus sau înapoi (sau variații din cele patru direcții „polare”). Un grad de deviere variabilă de la suprafața ultimei împrăștieri, apoi indică anisotropiile în volumul sferic care reprezintă universul timpuriu.
De exemplu, spuneți că a fost umplut cu mini găuri negre (MBH)? Scardigli și colab. (A se vedea mai jos) au investigat matematic trei scenarii, unde chiar înainte de inflația cosmică la 1 × 10-36 secunde: 1) micul univers primordial a fost umplut cu o colecție de MBH-uri; 2) aceleași MBH s-au evaporat imediat, creând surse multiple de radiații Hawking; sau 3) nu au existat MBH, în conformitate cu teoria convențională.
Atunci când au efectuat matematica, scenariul 1 se potrivește cel mai bine cu observațiile WMAP de anizotropii anormale de patrurupole. Deci, hei - de ce nu? Un proto-univers minuscul umplut cu mini găuri negre. Este o altă opțiune de testat atunci când unele date CMB de rezoluție mai mare vin de la Planck sau alte misiuni viitoare. Și, între timp, este material pentru un scriitor de astronomie disperat de o poveste.
Citire ulterioară: Scardigli, F., Gruber, C. și Chen (2010) Resturi de gaură neagră în universul timpuriu.
