barrow10

„Wielki cosinus na niebie” pokazuje obserwowane różnice temperatury mikrofalowego promieniowania tła (mierzonej w mi-likelwinach), w zależności od kąta utworzonego przez kierunek obserwacji i kierunek maksimum temperatury. Pokazana jest dokładność każdego pomiaru temperatury.

RYSUNEK 1.8

Wszechświat rozszerzał się w różnych kierunkach z nieco różnymi prędkościami, natężenie byłoby mniejsze (promieniowanie byłoby zimniejsze) w kierunku szybszej ekspansji. Skupiska materii, obserwowane w niektórych kierunkach na niebie oraz obszary o mniejszej gęstości, również powinny wpływać na natężenie rejestrowanego w tych kierunkach promieniowania. To właśnie poszukiwanie takich zmian natężenia było głównym celem misji satelity COBE, a ich odkrycie trafiło na czołówki gazet w 1992 roku.

Kiedy badamy wyniki tych wszystkich pomiarów natężenia promieniowania docierającego z różnych kierunków na niebie, dowiadujemy się zaskakujących rzeczy o budowie Wszechświata. Przekonujemy się, że z dokładnością większą niż jedna część na tysiąc ekspanduje we wszystkich kierunkach w tym samym tempie. Mówimy, że ekspansja jest izotropowa — to znaczy taka sama we wszystkich kierunkach. Gdybyśmy wybierali losowo model Wszechświata ze zbioru różnych możliwych modeli, to okazałoby się, że istnieje nieskończona ilość możliwych kosmosów. Niektóre z nich mogłyby rozszerzać się szybciej w jednym kierunku niż w pozostałych, inne mogłyby obracać się z dużą prędkością, a nawet kurczyć w niektórych kierunkach, a rozszerzać w innych. Okazuje się, że nasz Wszechświat jest szczególny: wygląda na to, że znajduje się w nieprawdopodobnie dobrze uporządkowanym stanie, w którym ekspansja odbywa się z tą samą prędkością w każdym kierunku. To tak, jakbyś zobaczył wszystkie sypialnie swoich dzieci doskonale posprzątane — bardzo mało prawdopodobna sytuacja. Uznałbyś, że jakaś zewnętrzna ingerencja musiała do tego doprowadzić. Podobnie, musi być jakieś wyjaśnienie zdumiewającej izotropii ekspansji.

Kosmologowie od dawna uważali, że izotropia ekspansji jest wielką tajemnicą, która musi zostać wyjaśniona. Podejmowane próby ilustrują niektóre metody rozumowania stosowane w tej dziedzinie. Pierwsze wyjaśnienie polega na założeniu, że Wszechświat ekspandował izotropowo od samego początku i stan obecny jest tylko odzwierciedleniem specjalnych warunków początkowych. Rzeczy są, jakie są, ponieważ były, jakimi były. W takim brzmieniu to wyjaśnienie niewiele daje. Nie wyjaśnia niczego. To tak, jak przywoływać wróżkę. Ale oczywiście takie wyjaśnienie może być prawdziwe. Gdyby tak było, moglibyśmy spodziewać się znalezienia jakiejś głębokiej „zasady”, sprawiającej, że

35