Denken Sie daran, wie Sie einmal in den ersten drei Minuten nach dem Urknall ein Buch in die Hand nehmen und sich über die Detailgenauigkeit wundern können, die Beobachtung und Theorie in Bezug auf diese frühen Momente des Universums bieten können. Heutzutage liegt der Fokus mehr auf dem, was zwischen 1 × 10 passiert ist-36 und 1 × 10-32 der ersten Sekunde, während wir versuchen, die Theorie mit detaillierteren Beobachtungen des kosmischen Mikrowellenhintergrunds zu verbinden.
Ungefähr 380.000 Jahre nach dem Urknall wurde das frühe Universum kühl und diffus genug, damit sich das Licht ungehindert bewegen konnte, was es auch tat - mit Informationen über die „Oberfläche der letzten Streuung“. Vor dieser Zeit wurden Photonen vom heißen, dichten Plasma des früheren Universums kontinuierlich absorbiert und wieder emittiert (d. H. Gestreut) - und kamen als Lichtstrahlen nie wirklich irgendwohin.
Aber ganz plötzlich wurde das Universum viel weniger überfüllt, als es sich genug abkühlte, damit sich Elektronen mit Kernen verbinden konnten, um die ersten Atome zu bilden. Dieser erste Lichtstoß, als das Universum plötzlich für Strahlung transparent wurde, enthielt Photonen, die in diesem ziemlich singulären Moment emittiert wurden - da die Umstände, die einen solchen universellen Energiestoß ermöglichten, nur einmal vorkamen.
Mit der Expansion des Universums über weitere 13,6 und ein bisschen Milliarden Jahre stürzten viele dieser Photonen wahrscheinlich vor langer Zeit gegen etwas, aber es bleibt noch genug übrig, um den Himmel mit einem charakteristischen Energiestoß zu füllen, der einst starke Gammastrahlen gewesen sein könnte wurde aber jetzt direkt in die Mikrowelle gestreckt. Trotzdem enthält es immer noch dieselbe Information über die Oberfläche der letzten Streuung.
Beobachtungen zeigen, dass der kosmische Mikrowellenhintergrund ab einem bestimmten Grad bemerkenswert isotrop ist. Dies führte zur kosmischen Inflationstheorie, in der wir glauben, dass es eine sehr frühe exponentielle Expansion des mikroskopischen Universums bei etwa 1 × 10 gab-36 der ersten Sekunde - was erklärt, warum alles so gleichmäßig verteilt erscheint.
Ein genauer Blick auf den kosmischen Mikrowellenhintergrund (CMB) zeigt jedoch ein kleines Stück Klumpenbildung - oder Anisotropie -, wie Daten zeigen, die von der treffend benannten Wilkinson-Mikrowellenanisotropiesonde (WMAP) gesammelt wurden.
Das Bemerkenswerteste an der CMB ist ihre Isotropie im großen Maßstab, und es ist vielleicht nicht so überraschend, einige feinkörnige Anisotropien zu finden. Es sind jedoch Daten und es gibt Theoretikern etwas, aus dem sie mathematische Modelle über den Inhalt des frühen Universums erstellen können.
Einige Theoretiker sprechen von CMB-Quadrupol-Momentanomalien. Die Quadrupol-Idee ist im Wesentlichen ein Ausdruck der Energiedichteverteilung innerhalb eines kugelförmigen Volumens - die Licht nach oben oder unten (oder Variationen von diesen vier „polaren“ Richtungen) streuen kann. Ein Grad variabler Ablenkung von der Oberfläche der letzten Streuung deutet dann auf Anisotropien im sphärischen Volumen hin, das das frühe Universum darstellt.
Angenommen, es wurde mit Mini-Schwarzen Löchern (MBHs) gefüllt? Scardigli et al. (Siehe unten) untersuchten mathematisch drei Szenarien, in denen kurz vor der kosmischen Inflation bei 1 × 10-36 Sekunden: 1) Das winzige Uruniversum wurde mit einer Sammlung von MBHs gefüllt. 2) die gleichen MBHs verdampften sofort und erzeugten mehrere Punktquellen für Hawking-Strahlung; oder 3) es gab keine MBHs gemäß der herkömmlichen Theorie.
Szenario 1 passt am besten zu WMAP-Beobachtungen anomaler Quadrupolanisotropien. Also, hey - warum nicht? Ein winziges Protouniversum voller kleiner schwarzer Löcher. Es ist eine weitere Option, um zu testen, wann CMB-Daten mit höherer Auflösung von Planck oder anderen zukünftigen Missionen eingehen. In der Zwischenzeit ist es Material für einen Astronomieschreiber, der verzweifelt nach einer Geschichte sucht.
Weiterführende Literatur: Scardigli, F., Gruber, C. und Chen (2010) Überreste von Schwarzen Löchern im frühen Universum.
