Inflation
Umiddelbart efter Big Bang indtrådte en periode af Universets historie, som kaldes inflation. I denne periode udvidede Universet sig så meget, at det efter inflation var mindst 1043 gange så stort1, som det var før. Hele inflationsperioden tog kun en forsvindende lille brøkdel af et sekund, hvilket får hypotesen til intuitivt at forekomme som det rene humbug. Men fantastisk nok viser det sig, at inflationsmodellen er i stand til præcist at forudsige og forklare adskillige af de fysiske fænomener, vi kan observere i dag.
Før inflationsmodellen blev udviklet, var det svært at forklare, hvorfor vores Univers ser ud, som det gør i dag. Det ville have krævet en meget præcis konfiguration fra starten af, der ville have gjort eksistensen af et univers som vores så usandsynligt, at man ikke med rimelighed kan antage, at det passer. Inflation er da en mekanisme, med hvilken universer med forskellige startkonfigurationer kan udvikle sig til meget ensartede slutkonfigurationer. Dette øger sandsynligheden for, at et univers som vores kan dannes, og derfor styrker inflationsmodellen plausibiliteten af Big Bang-modellen.
Horisontproblemet er et eksempel på et af de problemer, som Big Bang-modellen ikke kan forklare uden inflationsmodellens hjælp. Mange har måske hørt, at intet kan bevæge sig hurtigere end lyset. Dette inkluderer information. Men vi kan se på den kosmiske mikrobølgebaggrund, at temperaturen i hele Universet er ensartet (mere om dette i artiklen ”Rekombination”). Dette inkluderer steder, der er så langt væk fra hinanden, at Universets udvidelse forhindrer et lyshastighedssignal med information om temperaturen i at komme fra det ene sted til det andet. Men før inflation lå disse punkter tæt nok på hinanden til at kunne ”snakke sammen” og opnå den samme temperatura. Inflation rev dem herefter fra hinanden så hurtigt, der bragte punkterne så langt fra hinanden, at de tilsyneladende ikke kan have udvekslet information.
Inflationsmodellen forklarer også, hvorfor Universet har så flad en geometri2 (mere om Universets geometri kan læses i artiklen ”Universets skæbne”). Hvis man med Big Bang-modellen vil lave et fladt univers, er der et ekstremt strengt krav til densiteten af Universet i begyndelsen. Denne densitet kaldes den kritiske densitet, og man må kun afvige fra denne med en meget lille værdib. Inflation tillader meget større afvigelser, da inflationsprocessen gør krumningen af Universet meget mindre. Man kan forestille sig en lille kugle. Den er åbenlyst kugleformet, så dens overflade er altså krum. Hvis man blæser denne kugle op, så den bliver meget større, vil overfladen blive mindre krum, og kuglen vil altså se mere flad ud. Heraf kommer også fænomenets navn, inflation. Det er ligesom en ballon, der bliver pustet op. Dette er selvfølgelig kun en sammenligning med en todimensionel overflade på en tredimensionel form – vi lever ikke bogstavelig talt på overfladen af en kugle.
Overfladen af en kugle forekommer fladere, jo større kuglen er.3
Det skal også nævnes, at små inhomogeniteter, der forekom under inflationsprocessen blev blæst op på stor skala, og de kan nu observeres som temperaturvariation i den kosmiske mikrobølgebaggrund. Dette dannede også grundlag for at makroskopiske strukturer, der er domineret af tyngdekraften, kunne formeres. Dette inkluderer stjerner, solsystemer, galakser mv.4
a: Dette er en forsimplet forklaring af et meget avanceret fænomen.
b: Forholdet mellem densiteten og den kritiske densitet må kun afvige fra 1 med ±10-14.
[1] Uge 10 aktivitet 4, Ole Bjælde
[2] https://map.gsfc.nasa.gov/universe/uni_shape.html
[3] https://astropartigirl.files.wordpress.com/2017/06/flatness.gif?w=1000
[4] https://astropartigirl.com/2017/06/17/the-elegant-theory-of-inflation/