3.4 Kosmikong malamig na batik: tatak ng ebolusyonaryong paglipat-sa-pula sa landas

Home ／ Kabanata 3: Uniberso sa antas makroskopiko (V5.05)

I. Ang penomena at ang tanong

• Isang bahagi ng langit na “mas malamig” kaysa karaniwan:
  Sa mga mapa ng Kosmikong Mikrowave na Background (CMB), makikita ang isang malawak na rehiyong bahagyang mas mababa ang temperatura kaysa nakapaligid dito. Matatag ang hugis at kapansin-pansin ang sukat. Hindi ito mukhang maliliit na alon ng pagkakataon lamang; kaya kulang ang paliwanag na “tsamba”.
• Mas malamig ba mula sa pinagmulan, o nagbago sa daan?
  Matapos alisin ang mga ambag ng paunang tanawin, halos hindi nagbabago ang paglamig sa iba’t ibang dalas ng obserbasyon. Ipinapahiwatig nito na hindi ito mula sa lokal na paglabas o pagsipsip. Dalawa ang natitira: alinman sa sadyang “mas malamig na ipinanganak” ang senyal, o may nagbago rito habang naglalakbay sa linya-tanaw.
• Kaugnayan sa malakihang istruktura:
  Ilang magkakahiwalay na obserbasyon ang nagpapahiwatig na sa direksyong iyon ay maaaring may napakalawak na “kulang-sa-siksing” rehiyon sa kahabaan ng linya-tanaw. Kung totoong umiiral ang isang dambuhalang bolyum na mababa ang densidad at mababa ang intensidad ng tensiyon (tensity) ng kapaligiran, likas na pagdudahan ang “epekto sa landas”. Gayunman, upang maipaliwanag kung “gaano kalamig, bakit lumamig, at hanggang saan,” kailangan ang malinaw na kadena ng pisika.

II. Paliwanag sa mekanismong pisikal

1. “Pag-aayos sa kalagitnaan ng biyahe,” hindi pinagmulan na mas malamig:
   Sa Teorya ng Hiblang Enerhiya (EFT), ang liwanag ay kumpol ng mga panggulong alon na gumagalaw sa isang dagat ng enerhiya. Mula pa sa maagang uniberso hanggang sa pagdating sa atin, dumaraan ito sa napakaraming istruktura. Kung ang mapa ng intensidad ng tensiyon sa dinaraanan ay nananatiling hindi nagbabago habang tumatawid ang foton, nagkakansela ang mga paglipat ng dalas sa pagpasok at paglabas at walang natitirang netong epekto. Ngunit kung ang rehiyon ay umiiral na nagbabago habang naroroon ang foton, nagiging hindi simetriko ang pagpasok at paglabas at naiiwan ang isang netong, hindi nagkakalat na paglipat ng dalas. Ito ang ebolusyonaryong paglipat-sa-pula sa landas.
2. Tatlong hakbang na kadena ng sanhi at bunga:

• Pagpasok sa malaking bolyum na mababa ang intensidad ng tensiyon: bumabagal nang epektibo ang paglaganap, humahaba ang kumpas ng yugto ng foton, kaya’t bahagyang “itinutulak” ang temperatura pababa.
• Habang nananatili sa loob, patuloy na “bumabawi” ang rehiyon: ang mababang-tensiyong bolyum ay hindi nakapirmi; unti-unti itong bumabaw sa takbo ng ebolusyong kosmiko.
• Sa paglabas, kulang ang “pangbawi”: pagdating sa gilid, iba na ang kapaligiran kaysa noong pumasok; mas kaunti ang naibabalik sa paglabas kaysa sa “nahatak” noong pagpasok, kaya’t naiiwan ang netong kinikilingang paglamig.
  Tanging kapag natutupad ang tatlong hakbang na ito nagiging matatag ang ebolusyonaryong paglipat-sa-pula; kung wala ang ikalawang hakbang (hindi nagbabago ang rehiyon), hindi lilitaw ang malamig na batik.

3. Bakit kailangang “malaki at banayad ang pagbabago” ng bolyum:
   Nakasalalay ang netong paglipat sa tagal ng pananatili ng foton sa loob at sa kung gaano kalaki—at saang direksiyon—nagbago ang rehiyon sa panahong iyon. Kung maliit ang bolyum o kaunti ang pagbabago, hindi naiipon ang epekto; kung napakalaki o masyadong mabilis ang pagbabago, lumilitaw ang komplikadong pagkakansela sa mga hangganan. Ipinahihiwatig ng kapansin-pansing lamig ang kumbinasyong “sapat na laki, katamtamang pagbabago”.
4. Hindi ito pagdidilim dahil sa lente, at hindi rin “pagpapalamig” dahil sa pagkalat:
   Binabago ng grabitasyonal na paglente ang mga landas at oras ng pagdating habang pinananatili ang ningning ng ibabaw. Ang pagkalat o pagsipsip ay mag-iiwan ng pag-asa sa kulay at mga pagbaluktot ng hugis. Ang tatak ng malamig na batik ay isang hindi nagkakalat na pagbaba ng temperatura—patunay ng umuunlad na topograpiya ng intensidad ng tensiyon—hindi pagbabalot ng bagay o pagsasala ng daloy.
5. Hati-hating gampanin ng iba pang epektong istruktural:
   Sa isang napakalawak na kulang-sa-siksing bolyum, humihina ang estadistikang grabitasyonal na pagkiling mula sa hindi matatag na mga partikulo, na naghahanda ng mababang-tensiyong likuran. Ang di-regular na mga gulong dulot ng pag-iwasak ng mga partikulo ay maaaring mag-ukit ng pino at bahagyang pakinisin ang hangganan. Gayunman, mga “palamuting gilid” lamang ito, hindi ang pangunahing sanhi. Ang pangunahing tagapag-udyok ay ang pagbabago ng rehiyon habang tinatawid ito ng foton.
6. Bakit magkakaiba ang sagot ng iba’t ibang landas:
   Ang mga foton na mula sa iisang panahon, kung umiwas sa nagbabagong kulang-sa-siksing rehiyon, ay halos walang ebolusyonaryong paglipat-sa-pula; kung tumagos, nagkakaroon ng netong kinikilingang paglamig. Kaya natural na magkaiba ang temperatura ayon sa direksiyon sa iisang likuran, at ang “malamig na batik” ang tatak ng landas na tumawid sa nagbabagong rehiyon.

III. Paghahambing na madaling makita

Eskalador na nagpapalit ng bilis: kung hindi nagbabago ang bilis, ang oras ng pagdating mo ay nakasalalay lang sa simula at dulo. Kung bumagal ang eskalador sa kalagitnaan, hindi mo “mababayaran” ang nawalang oras sa dulo at darating kang huli. Ganoon din ang malamig na batik: walang “istasyong” likas na mas malamig; ang pagbabago ng bilis sa gitna ang nagpapahaba sa kumpas ng yugto.

IV. Paghahambing sa pamantayang teorya

• Punto ng pagkakasundo—epekto sa landas ito:
  Ipinapaliwanag ng pamantayang kosmolohiya ito bilang pagbabago ng temperatura mula sa pag-unlad sa oras ng mga potensiyal na grabidad sa kahabaan ng ruta. Dito, inilalarawan natin ito bilang muling pagsasaayos ng topograpiya ng intensidad ng tensiyon habang dumaraan, at binibigyang-diin din nating ito’y sangkap sa landas na walang pagkakalat, hindi isang mas malamig na pinagmulan.
• Mga pagkakaiba—wika at diin:
  Nakatuon ang tradisyonal na paglalahad sa heometriya at matematika ng potensiyal; dito, tinutuon natin sa dinamika ng daluyan at ng intensidad ng tensiyon: kung paanong ang hindi pagkasimetro ng pagpasok–pananatili–paglabas ay ginagawa ang “ebolusyon” na isang netong pagbaba ng temperatura. Hindi nagbabanggaan ang dalawa sa nasusukat na dami; dalawang mukha lamang ito ng iisang barya.
• Ugnay sa mas malawak na larawan:
  Ang parehong lohikang “pag-aayos sa kalagitnaan” ay makikita sa mga pagkaantala ng oras sa malakas na paglente at sa maliliit na pag-ayos sa dalas. Sa mga landas na walang pag-unlad, oras ng pagdating lamang ang naaapektuhan, hindi ang baseline ng temperatura. Kaya ang malamig na batik ang pinaka-matingkad na tatak ng ebolusyonaryong paglipat-sa-pula sa buong kalangitan.

V. Buod

Hindi “isinilang na mas malamig” ang kosmikong malamig na batik. Nabuo ito dahil tumagos ang senyal mula sa Kosmikong Mikrowave na Background sa isang malaking, mababang-tensiyong bolyum na nagbabago: hinatak pababa sa pagpasok at hindi lubusang nabawi sa paglabas, kaya naiwan ang isang hindi nagkakalat na netong paglamig. Upang lumitaw ang ganitong kapuna-punang marka, kailangan ang tatlong sabayang kundisyon: tawirin ng landas ang sapat na malaking bolyum, manatili nang sapat ang foton sa loob, at tunay na magbago ang bolyum sa panahong iyon. Sa ganitong malinaw na kadena ng pisika, hindi na ito “kakaibang tsamba” kundi isang matingkad na tatak ng ebolusyonaryong paglipat-sa-pula sa mapa ng buong langit.