הפיזיקאי שון קרול נשא שיחה נהדרת בישיבת האגודה האמריקאית לאסטרונומיה ביוני 2008 על "המחקר הספקולטיבי" שלו על מה שאולי יכול היה להתקיים לפני המפץ הגדול. (הנה מאמר על שיחתו של קרול.) אבל עכשיו קרול וכמה עמיתים עשו קצת יותר מסתם השערות לגבי מה שעשוי היה להתרחש לפני תחילת היקום שלנו. קרול, יחד עם פרופסור קלטק, מארק קמיונקובסקי, והסטודנטית לתואר שני אדריאן אריקצ'ק, יצרו מודל מתמטי כדי להסביר אנומליה ביקום המוקדם, והיא עשויה גם לשפוך אור על מה שהיה לפני המפץ הגדול. "כבר לא מטורף לגמרי לשאול מה קרה לפני המפץ הגדול," אמר קמיונקובסקי.
תיאוריית האינפלציה, שהוצעה לראשונה בשנת 1980, קובעת כי המרחב התפשט באופן אקספוננציאלי ברגע ברגע המפץ הגדול. "אינפלציה מתחילה את היקום עם צפחה ריקה", מתאר אריקצ'ק. אולם הבעיה עם האינפלציה היא שהיא מנבאת שהיקום התחיל באופן אחיד.
אולם מדידות של בדיקת מיקרוסקופ האניסוטרופיה של וילקינסון (WMAP) מראות כי התנודות ברקע המיקרוגל הקוסמי (CMB) - הקרינה האלקטרומגנטית שחלחלה ליקום 400,000 שנה לאחר המפץ הגדול - חזקות בכ -10% בצד אחד של השמיים מאשר על האחר.
"זו אנומליה מוסמכת," מעיר קמיונקובסקי. "אבל מכיוון שנראה שהאינפלציה מסתדרת כל כך טוב עם כל השאר, נראה שמוקדם לזרוק את התיאוריה." במקום זאת, הצוות עבד עם התיאוריה במתמטיקה שלהם בנושא הא-סימטריה, מכיוון שהסבר אחד ל"יקום כבד-מצד-אחד "זה היה אם התנודות הללו ייצגו מבנה שנשאר מדבר שמייצר את היקום שלנו.
הם התחילו בבדיקה האם הערך של שדה אנרגיה יחיד שנחשב שהניע את האינפלציה, המכונה אינפונטון, היה שונה בצד אחד של היקום מאשר בצד השני. זה לא עבד - הם גילו שאם הם ישנו את הערך הממוצע של המנורה אז הטמפרטורה הממוצעת והמשרעת של שינויי האנרגיה בחלל גם כן השתנו. אז הם בחנו שדה אנרגיה שני, שנקרא curvaton, אשר הוצע בעבר להביא לתנודות שנצפו ב- CMB. הם הציגו הפרעה לשדה הקורווטון שמתברר שהוא משפיע רק על האופן בו הטמפרטורה משתנה מנקודה לנקודה דרך החלל, תוך שמירה על ערכו הממוצע.
הדגם החדש צופה יותר קר מאשר נקודות חמות ב- CMB, אומר קמיונקובסקי. אריקצ'ק מוסיף כי תחזית זו תיבחן על ידי לוויין פלאנק, משימה בינלאומית בהובלת סוכנות החלל האירופית עם תרומות משמעותיות של נאס"א, שתוכנן להשקה באפריל 2009.
מבחינת אריקצ'ק, ממצאי הצוות הם המפתח להבנת מידע נוסף על אינפלציה. "אינפלציה היא תיאור של התרחבות היקום", היא מוסיפה. "התחזיות שלה אומתו, אבל מה הניע אותה וכמה זמן זה נמשך? זוהי דרך להסתכל על מה שקרה במהלך האינפלציה, שיש בה הרבה מאוד ריקים שממתינים למילוי. "
אולם הפרעה שהחוקרים הציגו עשויה להציע גם הצצה ראשונה למה שקרה לפני המפץ הגדול, מכיוון שזה יכול להיות חותם שעבר בירושה מהתקופה שלפני האינפלציה. "כל הדברים האלה מוסתרים על ידי מעטה, מבחינה תצפיתית", אומר קמיונקובסקי. "אם המודל שלנו יתמיד, ייתכן שיש לנו סיכוי לראות מעבר לרעלה הזו."
מקור: Caltech
