物理学者ショーンキャロルは、2008年6月のアメリカ天文学会の会議で、ビッグバンの前に存在していた可能性のあるものについての彼の「投機的研究」について素晴らしい講演をしました。 （ここにキャロルの話に関する記事があります。）しかし、今やキャロルと一部の同僚は、私たちの宇宙が始まる前に何が起こったのかを推測するだけではありません。キャロルは、カルテック教授のマークカミオンコウスキーと大学院生のエイドリアンエリックチェクとともに、初期宇宙の異常を説明する数学モデルを作成しており、ビッグバン以前に存在していたものに光を当てるかもしれません。 「ビッグバンの前に何が起こったかを尋ねることはもはや完全に狂気ではありません」とカミオンコウスキーは言った。
1980年に最初に提案されたインフレ理論は、空間がビッグバンに続いて瞬時に指数関数的に拡大したと述べています。 「インフレは空白のスレートから宇宙を始めます」とエリクチェクは説明します。しかしながら、インフレの問題は、それが宇宙が均一に始まったと予測することです。
しかし、ウィルキンソンマイクロ波異方性プローブ（WMAP）の測定結果は、宇宙マイクロ波背景（CMB）（ビッグバンから40万年後に宇宙を透過した電磁放射）の変動が、空の片側でよりも約10％強いことを示しています。他の。
「これは認定済みの異常です」とカミオンコウスキーは述べています。 「しかし、インフレは他のすべてのものでうまくいくように見えるので、理論を破棄するのは時期尚早のようです。」代わりに、チームは非対称性を扱う数学の理論を使用しました。これは、この「片側に重い宇宙」に対する1つの説明は、これらの変動が私たちの宇宙を生み出した何かから残された構造を表す場合であるためです。
彼らは、インフレーションと呼ばれる、インフレを引き起こしたと考えられる単一のエネルギー場の値が、宇宙の一方の側と他方の側で異なっているかどうかをテストすることから始めました。それは機能しませんでした。彼らは、インフラトンの平均値を変更すると、空間内のエネルギー変動の平均温度と振幅も変化することを発見しました。そこで彼らは、CMBで観測された変動を引き起こすと以前に提案されていた、curvatonと呼ばれる2番目のエネルギーフィールドを探索しました。彼らは曲率フィールドに摂動を導入しましたが、その平均値を維持しながら、空間内のポイント間で温度がどのように変化するかにのみ影響を与えることがわかりました。
新しいモデルは、CMBのホットスポットよりもコールドスポットを予測すると、カミオンコウスキー氏は述べています。 Erickcekは、この予測は、2009年4月に打ち上げが予定されている、NASAからの多大な貢献を受けた欧州宇宙機関主導の国際ミッションであるPlanck衛星によってテストされると付け加えています。
エリックチェクにとって、チームの調査結果はインフレについてさらに理解するための鍵を握っています。 「インフレは宇宙がどのように拡大したかの説明です」と彼女は付け加えます。 「その予測は検証されましたが、何がそれを駆り立て、どれくらいの期間続いたのですか？これは、多くの空白が埋められるのを待っているインフレ中に何が起こったかを調べる方法です。」
しかし、研究者たちが導入した摂動は、ビッグバン以前の出来事を最初に垣間見るかもしれません。それはインフレの前の時代から受け継がれた痕跡かもしれないからです。 「すべてのものはベールで隠されています」とカミオンコウスキーは言います。 「私たちのモデルが我慢すれば、このベールを超えて見る機会があるかもしれません。」
出典：Caltech
