ທິດສະດີກ່ຽວກັບການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຈັກກະວານແມ່ນໜຶ່ງໃນຫຼາຍໆສົມມຸດຕິຖານທາງວິທະຍາສາດທີ່ມີຈຸດປະສົງເພື່ອອະທິບາຍໜຶ່ງໃນຄຳຖາມທີ່ຍິ່ງໃຫຍ່ໃນຈັກກະວານວິທະຍາ: ຈັກກະວານອັນໃຫຍ່ຫຼວງຂອງພວກເຮົາໄດ້ພັດທະນາມາຈາກສະພາບເບື້ອງຕົ້ນທີ່ນ້ອຍ ແລະ ໜາແໜ້ນດັ່ງກ່າວໄດ້ແນວໃດ? ແນວຄວາມຄິດນີ້ໄດ້ຖືກນຳສະເໜີໂດຍນັກຟີຊິກສາດ Alan Guth ໃນປີ 1980, ເຊິ່ງໄດ້ຊ່ວຍແກ້ໄຂປິດສະໜາຫຼາຍຢ່າງທີ່ທິດສະດີ "ບິກແບງ" ແບບດັ້ງເດີມເຄີຍມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການອະທິບາຍມາກ່ອນ.
ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ກ່ອນທີ່ພວກເຮົາຈະເຂົ້າໄປເລິກເຂົ້າໄປໃນທິດສະດີກ່ຽວກັບອັດຕາເງິນເຟີ້ຂອງຈັກກະວານ, ມັນເປັນຄວາມຄິດທີ່ດີທີ່ຈະເຂົ້າໃຈພື້ນຖານຂອງເຫດຜົນທີ່ທິດສະດີນີ້ຈຶ່ງຈໍາເປັນ.
ບັນຫາຕ່າງໆໃນທິດສະດີ Big Bang
ທິດສະດີບິກແບງໄດ້ເປັນຄຳອະທິບາຍຊັ້ນນຳສຳລັບຕົ້ນກຳເນີດຂອງຈັກກະວານມາດົນແລ້ວ. ອີງຕາມທິດສະດີນີ້, ຈັກກະວານໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນເປັນຈຸດທີ່ໜາແໜ້ນ ແລະ ຮ້ອນຫຼາຍ ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນໄດ້ລະເບີດ ແລະ ຂະຫຍາຍອອກ. ເຖິງແມ່ນວ່າທິດສະດີບິກແບງໄດ້ປະສົບຜົນສຳເລັດຫຼາຍໃນການອະທິບາຍປະກົດການຂອງຈັກກະວານຕ່າງໆ, ເຊັ່ນ: ພື້ນຫຼັງໄມໂຄຣເວຟຂອງຈັກກະວານ (CMB) ແລະ ການແຜ່ກະຈາຍຂອງກາລັກຊີ, ແຕ່ຍັງມີບັນຫາຫຼາຍຢ່າງທີ່ທິດສະດີບໍ່ສາມາດອະທິບາຍໄດ້, ລວມທັງ:
1. ບັນຫາຄວາມຮາບພຽງ: ການສັງເກດການຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າຈັກກະວານແມ່ນຮາບພຽງຫຼາຍ (ເກືອບເປັນເລຂາຄະນິດແບບຢູຄລິດ). ເນື່ອງຈາກຈັກກະວານຄວນຈະໂຄ້ງຫຼາຍຂຶ້ນຕາມການເວລາ, ສິ່ງນີ້ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີເງື່ອນໄຂເບື້ອງຕົ້ນພິເສດຫຼາຍ.
2. ບັນຫາຂອບຟ້າ: ຕະຫຼອດຈັກກະວານທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້, ອຸນຫະພູມຂອງລັງສີ CMB ແມ່ນເກືອບເປັນເອກະພາບ. ນັກວິທະຍາສາດສົງໄສວ່າເປັນຫຍັງສ່ວນຕ່າງໆຂອງຈັກກະວານທີ່ບໍ່ເຄີຍສື່ສານກັນ (ຍ້ອນຄວາມໄວແສງ) ຈຶ່ງມີອຸນຫະພູມເທົ່າກັນ.
3. ບັນຫາໂມໂນໂພລ: ທິດສະດີຟີຊິກສ໌ຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າໂມໂນໂພລແມ່ເຫຼັກໜັກຄວນຈະໄດ້ສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນເປັນຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍໃນຈັກກະວານຕົ້ນໆ. ເຖິງຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການສັງເກດການສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າພວກເຮົາບໍ່ເຫັນອະນຸພາກເຫຼົ່ານີ້ເປັນຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ.
ທິດສະດີອັດຕາເງິນເຟີ້ຂອງຈັກກະວານແມ່ນຫຍັງ?
ທິດສະດີກ່ຽວກັບການຂະຫຍາຍຕົວຂອງຈັກກະວານ ເປັນຄວາມພະຍາຍາມທີ່ຈະແກ້ໄຂບັນຫາເຫຼົ່ານີ້ໂດຍການສະເໜີວ່າມີໄລຍະຂອງການຂະຫຍາຍຕົວແບບເອັກໂປເນນຊຽລຢ່າງໄວວາຫຼາຍໃນຂົງເຂດເວລາຕົ້ນໆຂອງປະຫວັດສາດຂອງຈັກກະວານ, ຈາກປະມານ \(10^{-36}\) ຫາ \(10^{-32}\) ວິນາທີຫຼັງຈາກບິກແບງ.
ອັດຕາເງິນເຟີ້ເຮັດວຽກແນວໃດ?
ໂດຍພື້ນຖານແລ້ວ, ອັດຕາເງິນເຟີ້ອະທິບາຍເຖິງໄລຍະເວລາທີ່ຈັກກະວານຂະຫຍາຍຕົວໄວກວ່າການຂະຫຍາຍຕົວປົກກະຕິເຖິງ \(10^{26}\) ເທົ່າ. ອັດຕາການຂະຫຍາຍຕົວນີ້ໄວກວ່າຄວາມໄວແສງຫຼາຍ, ເຖິງແມ່ນວ່າມັນຍັງສອດຄ່ອງກັບທິດສະດີສຳພັນພາບທົ່ວໄປ ເພາະວ່າອະວະກາດເອງກຳລັງຂະຫຍາຍຕົວ, ບໍ່ແມ່ນວັດຖຸທີ່ເຄື່ອນທີ່ຜ່ານມັນ.
ອີງຕາມທິດສະດີນີ້, ອັດຕາເງິນເຟີ້ເກີດຈາກສະໜາມສະເກລາທີ່ເອີ້ນວ່າ "ອິນຟາຕອນ". ພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງຂອງສະໜາມອິນຟາຕອນຄອບງຳຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານໂດຍລວມຂອງຈັກກະວານໃນໄລຍະຕົ້ນໆ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງໄວວາ. ເມື່ອອັດຕາເງິນເຟີ້ສິ້ນສຸດລົງ, ພະລັງງານໃນສະໜາມອິນຟາຕອນໄດ້ຖືກປ່ຽນເປັນອະນຸພາກທີ່ມີຢູ່ໃນປະຈຸບັນ, ແລະຈັກກະວານໄດ້ເຂົ້າສູ່ໄລຍະທີ່ຊ້າລົງ, ສອດຄ່ອງກັບການສັງເກດການໃນປະຈຸບັນຂອງພວກເຮົາຫຼາຍຂຶ້ນ.
ຂໍ້ດີຂອງທິດສະດີອັດຕາເງິນເຟີ້ຂອງຈັກກະວານ
1. ການແກ້ໄຂບັນຫາຄວາມຮາບພຽງ: ອັດຕາເງິນເຟີ້ເຮັດໃຫ້ຈັກກະວານໃກ້ຊິດກັບສະພາບທີ່ຮາບພຽງຢ່າງສົມບູນ. ເມື່ອອັດຕາເງິນເຟີ້ເກີດຂຶ້ນ, ຄວາມໂຄ້ງຂອງອະວະກາດ-ເວລາຈະຖືກຮາບພຽງລົງຍ້ອນການຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງໄວວາ. ສິ່ງນີ້ອະທິບາຍວ່າເປັນຫຍັງພວກເຮົາຈຶ່ງສັງເກດເຫັນຈັກກະວານເກືອບເປັນແບບຢູຄລິດໃນປະຈຸບັນ.
2. ການອະທິບາຍບັນຫາຂອບຟ້າ: ອັດຕາເງິນເຟີ້ສົມມຸດວ່າກ່ອນໄລຍະເວລາເງິນເຟີ້, ຈັກກະວານທັງໝົດຢູ່ໃນສະພາບດຽວກັນ (ເປັນເອກະພາບ ແລະ ເປັນໄອໂຊໂທຣປິກ) ໃນລະດັບນ້ອຍໆຫຼາຍ. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ໄລຍະເວລາເງິນເຟີ້ໄດ້ຂະຫຍາຍພາກພື້ນທີ່ເປັນເອກະພາບນີ້ໄປສູ່ລະດັບຈັກກະວານທີ່ພວກເຮົາເຫັນໃນປະຈຸບັນ, ເຊິ່ງອະທິບາຍເຖິງຄວາມເປັນເອກະພາບຂອງອຸນຫະພູມ CMB ໃນທົ່ວທ້ອງຟ້າ.
3. ການແກ້ໄຂບັນຫາໂມໂນໂພລ: ອັດຕາເງິນເຟີ້ປ້ອງກັນການສ້າງຕັ້ງຂອງໂມໂນໂພລຈຳນວນຫຼວງຫຼາຍ. ເມື່ອອັດຕາເງິນເຟີ້ເກີດຂຶ້ນ, ອະນຸພາກໂມໂນໂພລທີ່ມີຢູ່ແລ້ວຈະຖືກນຳໄປໄກກວ່າຂອບເຂດການສັງເກດການຂອງພວກເຮົາ, ເຮັດໃຫ້ມັນຫາຍາກຫຼາຍໃນຈັກກະວານທີ່ສັງເກດໄດ້ຂອງພວກເຮົາ.
ຜົນສະທ້ອນຈາກການສັງເກດການ ແລະ ການທົດລອງ
ໜຶ່ງໃນການຄາດຄະເນທີ່ສຳຄັນຂອງທິດສະດີອັດຕາເງິນເຟີ້ແມ່ນຮູບແບບສະເປກຕຣຳຂອງລັງສີພື້ນຫຼັງຂອງຈັກກະວານ. ການສັງເກດການໂດຍດາວທຽມ COBE, WMAP, ແລະ Planck ໄດ້ສະໜອງຫຼັກຖານທີ່ເຂັ້ມແຂງທີ່ສະໜັບສະໜູນອັດຕາເງິນເຟີ້, ສອດຄ່ອງກັບຄວາມຜັນຜວນຂອງ quantum ທີ່ມີຢູ່ກ່ອນທີ່ອັດຕາເງິນເຟີ້ຈະເກີດຂຶ້ນ. ຂໍ້ມູນນີ້ສະໜັບສະໜູນແນວຄວາມຄິດທີ່ວ່າໂຄງສ້າງຂະໜາດໃຫຍ່ຂອງຈັກກະວານມີຕົ້ນກຳເນີດມາຈາກຄວາມຜັນຜວນຂອງ quantum.
ຍິ່ງໄປກວ່ານັ້ນ, ອັດຕາເງິນເຟີ້ຄາດຄະເນຮູບແບບພິເສດໃນ CMB ທີ່ເອີ້ນວ່າ "ໂພລາໄລເຊຊັນຮູບແບບ B." ຄວາມພະຍາຍາມສັງເກດການເພື່ອກວດຫາສັນຍານນີ້ກຳລັງດຳເນີນຢູ່ໂດຍໃຊ້ກ້ອງສ່ອງທາງໄກທີ່ກ້າວໜ້າເຊັ່ນ BICEP2 ແລະກ້ອງສ່ອງທາງໄກຂົ້ວໂລກໃຕ້.
ການວິພາກວິຈານ ແລະ ສິ່ງທ້າທາຍ
ເຖິງແມ່ນວ່າທິດສະດີກ່ຽວກັບອັດຕາເງິນເຟີ້ຂອງຈັກກະວານຈະໜ້າສົນໃຈຫຼາຍ ແລະ ສະເໜີວິທີແກ້ໄຂບັນຫາຈຳນວນໜຶ່ງກັບທິດສະດີບິກແບງແບບດັ້ງເດີມ, ແຕ່ມັນກໍ່ຍັງປະເຊີນກັບການວິພາກວິຈານ. ໜຶ່ງໃນການວິພາກວິຈານຫຼັກໆແມ່ນການຂາດຄວາມເຂົ້າໃຈຢ່າງຈະແຈ້ງກ່ຽວກັບກົນໄກຂອງສະໜາມອິນຟາຕອນເອງ. ມາຮອດປະຈຸບັນ, ບໍ່ມີອະນຸພາກ ຫຼື ສະໜາມໃດໆໃນຮູບແບບມາດຕະຖານຂອງຟີຊິກອະນຸພາກທີ່ກົງກັບລັກສະນະຂອງສະໜາມອິນຟາຕອນທີ່ສະເໜີໂດຍທິດສະດີອັດຕາເງິນເຟີ້.
ນັກວິທະຍາສາດບາງຄົນຍັງຮູ້ສຶກວ່າທິດສະດີເງິນເຟີ້ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນເກີນໄປ ແລະ ປັບຕົວເຂົ້າກັບການສັງເກດການປະເພດຕ່າງໆ, ດັ່ງນັ້ນຈຶ່ງຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສາມາດໃນການຄາດຄະເນຂອງມັນ. ໃນຄວາມເປັນຈິງ, ບາງການສຶກສາສົງໄສວ່າເງິນເຟີ້ເອງສາມາດທົດສອບໄດ້ຢ່າງໜ້າເຊື່ອຖືຜ່ານການສັງເກດການຫຼືບໍ່.
ສະຫຼຸບ
ທິດສະດີກ່ຽວກັບອັດຕາເງິນເຟີ້ຂອງຈັກກະວານເປັນຈຸດສຳຄັນໃນຈັກກະວານວິທະຍາທີ່ທັນສະໄໝ, ເຊິ່ງສະໜອງວິທີແກ້ໄຂທີ່ສະຫງ່າງາມຕໍ່ບັນຫາຫຼາຍຢ່າງກັບທິດສະດີບິກແບງແບບດັ້ງເດີມ. ເຖິງວ່າຈະປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍ ແລະ ການວິພາກວິຈານຫຼາຍຢ່າງ, ແຕ່ຫຼັກຖານການສັງເກດການສ່ວນໃຫຍ່ສະໜັບສະໜູນແນວຄວາມຄິດນີ້. ການຄົ້ນຄວ້າ ແລະ ການພັດທະນາກຳລັງດຳເນີນຢູ່ເພື່ອປັບປຸງຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງພວກເຮົາກ່ຽວກັບອັດຕາເງິນເຟີ້, ເຊິ່ງອາດຈະເປີດປ່ອງຢ້ຽມໃໝ່ໃຫ້ກັບຟີຊິກພື້ນຖານ ແລະ ຕົ້ນກຳເນີດຂອງຈັກກະວານຂອງພວກເຮົາ.
ເຊັ່ນດຽວກັນກັບວິທະຍາສາດໂດຍທົ່ວໄປ, ທິດສະດີກ່ຽວກັບການເພີ່ມຂຶ້ນຂອງຈັກກະວານແມ່ນມີການພັດທະນາຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ແລະອະນາຄົດອາດຈະເປີດເຜີຍຄວາມລຶກລັບຂອງຈັກກະວານທີ່ງົດງາມນີ້ຫຼາຍຂຶ້ນ. ມັນເປັນໜ້າທີ່ຂອງນັກວິທະຍາສາດ, ໂດຍໃຊ້ເຄື່ອງມືສັງເກດການ ແລະ ການທົດລອງທີ່ຊັບຊ້ອນຂຶ້ນເລື້ອຍໆ, ເພື່ອແກ້ໄຂສິ່ງທ້າທາຍເຫຼົ່ານີ້ ແລະ ເຂົ້າໃຈຢ່າງເລິກເຊິ່ງກ່ຽວກັບສິ່ງທີ່ເກີດຂຶ້ນແທ້ໆໃນຊ່ວງເວລາຕົ້ນໆຂອງຈັກກະວານ.
