Tak więc układ gorących i zimnych plam wywołanych falami akustycznymi został „wmrożony” w rozkład temperatury mikrofalowego promieniowania tła. Jednocześnie na materię przestało oddziaływać ciśnienie promieniowania, które uniemożliwiało kurczenie się jej zagęszczeń. Pod wpływem grawitacji zagęszczenia te mogły teraz zacząć się zapadać, dając początek gwiazdom i galaktykom. Okazało się, że na 100 tys. obserwowanych dziś fluktuacji temperatury promieniowania reliktowego jedna odpowiada zaburzeniu wystarczająco dużemu, by mogła z niego powstać któraś z wielkoskalowyeh struktur, jakie odkrywamy ostatnio we Wszechświecie. Co jednak było przyczyną pierwotnych zaburzeń, dzięki którym zostały wzbudzone fale dźwiękowe? To kłopotliwe pytanie. Wyobraźmy sobie, że jesteśmy świadkami Wielkiego Wybuchu i obserwujemy postępujące rozszerzanie się Wszechświata. Z każdego punktu można zobaczyć tylko skończony obszar, którego rozmiary odpowiadają drodze, jaką światło przebyło od Wielkiego Wybuchu.

Granicę tego obszaru kosmolodzy nazywają horyzontem. Poza nim niczego nie da się zobaczyć. Obszar ten stale się powiększa i osiągnął już rozmiary obserwowalnego dziś Wszechświata. Ponieważ informacji nie można przekazywać szybciej niż światło, horyzont określa sferę działania jakiegokolwiek procesu fizycznego. Jeśli cofamy się w czasie, poszukując pochodzenia struktur o określonych rozmiarach fizycznych, w końcu dojdziemy do chwili, w której horyzont staje się mniejszy od rozmiarów badanej struktury. Żaden zgodny z zasadą przyczynowości proces fizyczny nie pozwala zatem wyjaśnić pochodzenia tych struktur. W kosmologii nazywamy to problemem horyzontu. Na szczęście z problemem tym radzi sobie teoria inflacji. Wyjaśnia ona również fizyczny mechanizm wzbudzania pierwotnych fal dźwiękowych i powstawania zarodków wszelkich struktur we Wszechświecie. Teoria zakłada istnienie nowej formy energii, związanej z hipotetycznym polem inflatonowym.

Energia ta w pierwszych chwilach po Wielkim Wybuchu spowodowała przyśpieszoną ekspansję Wszechświata i dlatego dzisiejszy obserwowalny Wszechświat jest jedynie małą częścią obserwowalnego Wszechświata sprzed inflacji. Co więcej, kwantowe fluktuacje pola inflatonowego, wzmocnione gwałtowną ekspansją, utworzyły początkowe zaburzenia o amplitudach w przybliżeniu jednakowych we wszystkich skalach. Oznacza to, że zaburzenia w małych obszarach są tej samej wielkości co w dużych. Zaburzenia stały się fluktuacjami w rozkładzie gęstości energii w pierwotnej plazmie. Dowód potwierdzający teorię inflacji znaleziono w śladach odciśniętych przez fale dźwiękowe w mikrofalowym promieniowaniu tła. Ponieważ inflacja wywołała wszystkie zaburzenia gęstości w gruncie rzeczy jednocześnie, w pierwszej chwili po powstaniu Wszechświata fazy fal dźwiękowych były zsynchronizowane. W rezultacie powstało widmo z alikwotami (tonami składowymi dźwięku), podobne do widma dźwięków instrumentów muzycznych.

Tagi: niebo, promieniowanie, wybuch

Katalog

Partnerzy

slubna fotografia zegarki tissot

Reklama