ความผิดปกติของไมโครเวฟช่วยเสริมความแข็งแกร่งให้กับกรณีของจักรวาลวิทยาควอนตัมแบบวนซ้ำ นักฟิสิกส์กล่าว

ทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมที่อธิบายจักรวาลว่าเริ่มต้นใน “การกระดอนครั้งใหญ่” แทนที่จะเป็นบิ๊กแบง ได้ประสบความสำเร็จในการอธิบายความผิดปกติหลายประการในการแผ่รังสีไมโครเวฟพื้นหลัง แรงโน้มถ่วงควอนตัมแบบวนรอบ (LQG) เป็นอีกทางเลือกหนึ่งของทฤษฎีสตริง และอธิบายตัวอวกาศเองว่าถูกหาปริมาณโดยใช้สเกลที่เล็กที่สุด หรือที่เรียกว่าความยาวพลังค์ (Planck length) 

ประมาณ 10 –35 ม. ตาม LQG อวกาศไม่สามารถบดขยี้

ให้มีขนาดเล็กกว่านี้ได้ และการประยุกต์ใช้ LQG กับจักรวาลที่กว้างกว่านั้นเรียกว่าจักรวาลวิทยาควอนตัมลูป ในจักรวาลวิทยามาตรฐานของบิกแบง หากเราดำเนินประวัติศาสตร์ของเอกภพย้อนกลับเพื่อให้มันยุบตัวแทนที่จะขยายออก เอกภพจะหดตัวเป็นภาวะเอกฐานที่ไม่อาจทราบได้ อย่างไรก็ตาม ใน LQC จักรวาลที่ยุบตัวจะหยุดยุบตัวที่ความยาวพลังค์ แล้วเด้งกลับ นี่แสดงให้เห็นว่าหาก LQC ถูกต้อง จะไม่มีภาวะเอกฐานของบิกแบง มีแต่การกระเด้งครั้งใหญ่ที่เกิดจากการล่มสลายของเอกภพก่อนหน้านี้

ลักษณะผิดปกติตอนนี้ งานวิจัยใหม่โดยทีมที่นำโดยAbhay Ashtekarจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเพนซิลวาเนีย พบว่า LQC สามารถอธิบายความผิดปกติหลายประการใน CMB ที่หลีกเลี่ยงคำอธิบายโดยทฤษฎีอื่นๆ งานวิจัยได้อธิบายไว้ในPhysical Review Lettersและทีมงานประกอบด้วยBrajesh GuptและDonghui Jeong ของ Penn State รวมถึงVijayakumar Sreenathจากสถาบันเทคโนโลยีแห่งชาติ Karnataka ในอินเดีย

งานนี้กล่าวถึงความผิดปกติสองประการ หนึ่งเกี่ยวข้องกับสเปกตรัมกำลังของ CMB ซึ่งวางแผนการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิเล็กน้อยใน CMB กับขนาดเชิงมุม ความผิดปกติอื่นๆ ที่ศึกษาเกี่ยวกับแอมพลิจูดของเลนส์ ซึ่งเป็นระดับที่แสง CMB ถูกเลนส์โน้มถ่วงเมื่อเดินทางผ่านจักรวาล เลนส์เป็นผลมาจากการกระจายและความหนาแน่นของสสารที่ผ่านเข้าไป ซึ่งสัมพันธ์กับความผันผวนของควอนตัมที่กระเพื่อมผ่านเอกภพยุคแรกๆ ก่อนเกิดภาวะเงินเฟ้อ

หาก LQC ถูกต้อง การตีกลับครั้งใหญ่ควรส่งผลต่อ

คุณสมบัติของ CMB โดยเฉพาะอย่างยิ่ง LQC อธิบายว่าในช่วงเวลาของการกระดอนครั้งใหญ่ ความโค้งของกาลอวกาศนั้นมากกว่าจุดอื่นๆ ในประวัติศาสตร์จักรวาลอย่างไรAshtekar บอกกับ Physics Worldว่า”จักรวาลวิทยาควอนตัมแบบวนรอบจะทำนายค่าเฉพาะสำหรับความโค้งที่จุดกระดอน” “ค่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งที่จะได้สิ่งที่เราเห็น กล่าวคือ มีการดัดแปลงบางอย่างของอัตราเงินเฟ้อ อย่างแม่นยำที่มาตราส่วนเชิงมุมขนาดใหญ่เหล่านี้ ซึ่งมาจากลักษณะเฉพาะของจักรวาลวิทยาควอนตัมแบบวนรอบ”

รอยประทับของการตีกลับครั้งใหญ่ความโค้งของพื้นที่ขนาดใหญ่ที่ Big Bounce ทำให้เกิดความผันผวนเฉพาะใน CMB ที่มีความยาวคลื่นมากกว่าขนาดของจักรวาลที่มองเห็นได้ ดังนั้นเราจึงไม่สามารถตรวจจับได้โดยตรง อย่างไรก็ตาม พวกมันยังมีความสัมพันธ์กับโหมดความยาวคลื่นที่เล็กกว่าซึ่งมีผลกระทบต่อ CMB ที่มองเห็นได้ ในรูปแบบของความผิดปกติที่เห็นได้ชัดซึ่งแบบจำลองบิ๊กแบงไม่สามารถอธิบายได้อย่างเพียงพอ

มีพารามิเตอร์พื้นฐาน 6 ประการที่กำหนดสิ่งที่เราเห็นเมื่อเรามองย้อนกลับไปที่ CMB พารามิเตอร์สองตัวนี้เป็นพารามิเตอร์พื้นฐาน ซึ่งเกี่ยวข้องกับการสิ้นสุดของอัตราเงินเฟ้อ และค่าของพารามิเตอร์เหล่านี้มีอิทธิพลต่อสเปกตรัมกำลังของ CMB อีกสองเรื่องเกี่ยวข้องกับเวลาระหว่างจุดสิ้นสุดของอัตราเงินเฟ้อ เมื่อจักรวาลมีอายุประมาณ10-32 ปี และช่วงเวลาที่แสง CMB ถูกปล่อยออกมา ประมาณ 379,000 ปีต่อมา พารามิเตอร์สองตัวสุดท้ายอธิบายถึงสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างเวลาที่ปล่อย CMB และตอนนี้ แม้ว่าแบบจำลองมาตรฐานของจักรวาลวิทยาบิกแบงจะสามารถกำหนดค่าสำหรับพารามิเตอร์เหล่านี้ได้ แต่ LQC จะปรับเปลี่ยนค่าของมันในลักษณะที่ความผิดปกติหลุดออกมาตามธรรมชาติจากข้อมูลเป็นผลคูณของ

รอยประทับของความโค้งสุดขีดที่การตีกลับครั้งใหญ่

“มันน่าทึ่งมากที่ด้วยพารามิเตอร์ทั้ง 6 ประการนี้ นักจักรวาลวิทยาสามารถทำนายสิ่งที่เราเห็นในปัจจุบันได้” Ashtekar กล่าว ความผิดปกติที่สามคือครึ่งซีก – ซีกโลกทั้งสองของ CMB มีพลังงานเฉลี่ยต่างกัน งานของIvan Agulloแห่งมหาวิทยาลัยแห่งรัฐลุยเซียนาสามารถแก้ไขความผิดปกติในลักษณะเดียวกันนี้ได้ภายในข้อจำกัดของ LQC Agullo อธิบายงานของกลุ่ม Ashtekar ว่า “มหัศจรรย์” และเสริมว่า “มันพิสูจน์ให้เห็นว่ากระบวนการทางกายภาพที่เกิดขึ้นในอดีตอันห่างไกล ก่อนยุคเงินเฟ้อ สามารถทิ้งรอยประทับไว้บนท้องฟ้าได้”

ความผิดปกติประการที่สี่ – ความตึงเครียดระหว่างการวัดค่าคงที่ของฮับเบิลขึ้นอยู่กับว่าคุณคำนวณโดยใช้ CMB หรือผ่านแท่งเทียนมาตรฐานในท้องถิ่นอื่นๆ เช่น ซุปเปอร์โนวา Type Ia ยังคงรอคำอธิบายอยู่ อย่างไรก็ตาม Ashtekar ชี้ให้เห็นว่างานของ Alejandro Perezจากมหาวิทยาลัย Aix–Marseille ในฝรั่งเศสกำลังดำเนินการขั้นตอนแรกในการใช้ LQC เพื่อแก้ไขปัญหานี้

“เรารู้สึกตื่นเต้นมากเกี่ยวกับผลลัพธ์เหล่านี้ และเราหวังว่าผลลัพธ์เหล่านี้จะช่วยในการออกแบบและสร้างระบบทำความร้อน ICRF ใน W7-X” Di Siena กล่าว “ตามการคาดการณ์ของเรา กลไกการสั่นพ้องนี้อาจนำไปสู่สถานการณ์ขั้นสูงใหม่ที่มีการกักขังพลาสมาที่ดีขึ้น ขั้นตอนต่อไปคือการยืนยันการค้นพบของเราในการทดลองดาวฤกษ์”

การจำลองเผยให้เห็นว่าในพลาสมาที่มีการไล่ระดับสีและการจับคู่ความถี่ใกล้เคียงกัน มีการพึ่งพากันระหว่างการรักษาเสถียรภาพของความปั่นป่วนและอุณหภูมิของไอออนเร็ว ดังนั้น ที่ค่าอุณหภูมิที่กำหนด การขนส่งที่ปั่นป่วนจะไปถึงที่ราบสูงที่ระดับความปั่นป่วนที่ต่ำกว่า ลักษณะการทำงานนี้แตกต่างจากสิ่งที่พวกเขาเคยรายงานสำหรับ tokamaks ซึ่งค่าต่ำสุดสามารถเข้าถึงได้ที่อุณหภูมิ fast-ion ที่เฉพาะเจาะจง

การเผาไหม้ที่รอดำเนินการความแตกต่างเกิดขึ้นจากความแตกต่างในการออกแบบที่แท้จริงของอุปกรณ์ทั้งสอง: การกำหนดค่าแม่เหล็กของ tokamak นั้นสมมาตรตามแกนและสามารถอธิบายได้ในแต่ละตำแหน่งโดยใช้เส้นสนามแม่เหล็กเส้นเดียว ในทางตรงข้าม เรขาคณิตแม่เหล็กของดาวฤกษ์นั้นซับซ้อนกว่าและต้องกำหนดด้วยเส้นสนามหลายเส้น งานล่าสุดนี้แสดงให้เห็นว่าสำหรับเส้นสนามแม่เหล็กแต่ละเส้น มีอุณหภูมิที่แตกต่างกันซึ่งความปั่นป่วนจะลดลง โดยอธิบายว่าที่ราบสูงเป็นการรวมกันของการขึ้นต่อกันของเส้นสนามทั้งหมด

Credit : jogosdojogos.org justsystemsolutions.com jyannamustyle.com katro.info keibairon.net