Upravlja li svemirom inflacijska teorija?
Upravlja li svemirom inflacijska teorija?
Još od 1927., kada je po prvi put predložena teorija Velikog praska, ideja je imala mnogobrojne skeptike. Radikalni koncept govorio je kako se svemir širi, a sva materija i energija se presreće u trenutku vremena koji se dogodio prije 13,7 milijardi godina.
Zagovornici teorije Velikog praska primili su ogromnu podršku iz raznih promatračkih testova. U 1929. američki astronom Edwin Hubble primijetio je kako galaksije velikim dijelom odmiču od nas.
Arno Panzias i Robert Wilson, fizičari iz Bell laboratorija, su 1964. otkrili blijedi odjek Velikoga praska – pozadinsko mikrovalno zračenje. Zajedno s širenjem svemira i otkrićima Panziasa i Wilsona, nukleosinteza-proces u kojem se svjetlo formira u ranom svemiru-je objašnjena od strane modela Velikoga praska.
No, sami Veliki prasak ne objašnjava sve. Iako se do 1970-ih činilo kako ta teorija nadvladava sve konkurentske ideje oko formiranja kozmosa, ona ostavlja neke probleme oko formiranja svemira neriješenima.
Prvi je uzročnost. Na veliko iznenađenje astronoma, oni su otkrili kako je temperatura pozadinskog mikrovalnog zračenja gotovo u potpunosti jednaka na svim mjestima na kojima je izmjerena. Ako je svemir započeo kao vruća, iskonska vatrena kugla, zašto bi temperatura zračenja svugdje bila jednolična? Ostavljajući ovu zagonetku neriješenom, bila bi opasnost za cijelu ideju Velikog praska.
Drugi problem je problem plosnatosti. Kozmološki broj omega (Ω) opisuje oblik svemira iz kojega možemo zaključiti o njegovoj daljnjoj budućnosti. Astronomi su ustanovili kako je omega vrijednosti jednaka 1, što se čini kao veoma slučajan ishod. Broj manji od jedan označavao bi otvorenost prostora i širenje svemira u nedogled, dok bi broj veći od jedan označavao sužavanje svemira sve do njegove prvotne točke.
Pozadinsko mikrovalno zračenje u svemiru – različite boje označavaju različitu temperaturu
Treći problem je problem magnetskog monopola. Kozmos je ispunjen električkim monopolima, česticama poput elektrona i protona. Unatoč tomu, astronomi promatranjem nisu uspjeli zabilježiti niti jedan magnetski monopol. Nedostatak tih čestica mučio je fizičare dugo vremena.
Kako bi riješili te probleme, znanstvenici su 1981. predložili ideju koja objašnjava Velik prasak i daje mu dodatnu težinu. Alan Guth s MIT-a (Massachusetts Institute of Technology) zajedno je s kolegama (Andrei Linde, Paul Steinhardt i Andy Albrecht) napisao rad koji opisuje „inflacijski“ model kozmologije.
Teorija inflacije predlaže kratak period širenja – 10⁻³⁴ sekundi – u ranom razdoblju svemira i rješava neka od pitanja na koja teorija Velikoga praska nema odgovora.
Guth i njegovi kolege zamislili su ogromna energetska polja u ranom svemiru, koja su kasnije nazvali lažni vakuum. Nakon što se proširio, lažni vakuum je bio u vrlo opasnom stadiju ravnoteže, te je morao propasti do razine stvarnog vakuuma. To propadanje dovelo je do ogromnoga otpuštanja energije, te je inflacija nastala upravo iz tog propadanja. Oslobođena energija je djelovala kao anti-gravitacijska sila, omogućujući svemiru rapidno širenje.
Iako je teorija u svojim počecima predstavljala radikalan koncept, primila je značajnu podršku velikog broja astrofizičara. Opservacijski testovi Velikog praska također podupiru ovu teoriju. Dodatni dokaz pojavio se 1992. godine kada je satelit Cosmic Background Explorer (COBE) otkrio temperaturne fluktuacije u pozadinskom mikrovalnom zračenju.
Danas, dokazi govore kako je došlo do Velikog praska, te da je inflacija bila ključna komponenta najranijih trenutaka svemira.
Inflacija je od zakrivljene površine (1) učinila svemir gotovo potpuno plosnatim (4)
Dodatno čitanje:
Astronomy Magazine, Mysteries of the Universe, Astronomy.com, 2007.
