8.2 Kosmolohiyang Big Bang: Muling Pagsasalaysay ng “Isang Pinagmulan” at Listahan ng mga Pagsubok

Home ／ Kabanata 8: Mga teoryang paradigma na hahamunin ng Teorya ng Sinulid na Enerhiya

Tatlong-hakbang na layunin

• Ipaliwanag kung bakit matagal naghari ang “mainit na linyang-oras ng Big Bang”: pinagdurugtong nito ang pagliko sa pula (redshift), Kosmikong Mikroweyb na Likuran (CMB), magagaan na elemento, at paglago ng istruktura sa isang makinis na salaysay.
• Ituro ang apat na “haliging teoretikal” at kung saan nagsimulang kumapit ang mga suliranin sa panahon ng datos na mas pino at maraming prob.
• Magharap ng iisang muling pagsasalaysay: gumamit ng iisang mekanismong medium–tensor, na nakasalig sa Grabidad na Tensyor na Estadistikal (STG), Latarang Ingay ng Tensyor (TBN), at tuloy-tuloy na ambag mula sa Pangkalahatang Hindi-matatag na Partikulo (GUP), upang ipaliwanag ang kaparehong mga obserbasyon mula umpisa hanggang dulo—kaya’t ang “isang beses na malakihang pagsabog” ay hindi na tanging o kinakailangang salaysay ng pinagmulan.
  (Mula rito, para sa madaling pagbasa, gagamitin natin ang buong katawagan sa Filipino pagkatapos ng unang pagbanggit: Grabidad na Tensyor na Estadistikal, Latarang Ingay ng Tensyor, Pangkalahatang Hindi-matatag na Partikulo, at Kosmikong Mikroweyb na Likuran.)

I. Ano ang sinasabi ng kasalukuyang paradigma (larawang arus-perdana)

Pangunahing pahayag

• Nagsimula ang uniberso bilang lubhang mainit at siksik, saka unti-unting lumamig habang “lumalawak.”
• Sa mga unang minuto, nabuo ang mga magagaan na elemento gaya ng helium, deuterium, at bahagyang lithium.
• Pagkaraang “mahiwalay” ang plasma at photon, naiwan ang Kosmikong Mikroweyb na Likuran na mga 2.7 K; itinatala ng pino nitong galamay ang mga unang pag-alun-alun.
• Pinalaki ng grabidad ang maliliit na pag-alun-alun hanggang mabuo ang kosmikong lambat at mga galaksiya.

Bakit kapani-paniwala ang salaysay na ito

• Makinis ang linyang-oras: pagliko sa pula → Kosmikong Mikroweyb na Likuran → magagaan na elemento → paglago ng istruktura ay magkakaugnay.
• Kaunti ang parameter at madaling ipaliwanag: madaling maunawaan ang larawang “isang malaking pagsabog.”
• May apat na haligi: kosmikong pagliko sa pula, Kosmikong Mikroweyb na Likuran, kasaganaan ng magagaan na elemento, at estrukturang malakihang-antas.

II. Apat na “haligi”: arus-perdana → pagkakapit → muling pagsasalaysay ng EFT (isa-isang pagtuhog)

A. Kosmikong pagliko sa pula (Ugnayang Hubble–Lemaître)

1. Tingin ng arus-perdana
   Habang lumalayo ang pinagmulan, mas lumalaki ang pagliko sa pula; binabasa ito bilang pandaigdigang pag-unat ng espasyo na nagpapahaba sa haba ng alon ng liwanag.
2. Saan kumakapit
   • Tension na “malapit–malayo”: hindi tugma ang tantos ng paglawak mula sa lokal na pagsukat (hagdan ng distansya/“kandilang pamantayan”) at mula sa malayong hinuha (batay sa Kosmikong Mikroweyb na Likuran).
   • Bakas ng direksyon at kapaligiran: ipinakikita ng mataas-na-resolus­yong labis na datos ang pag-asa sa direksyon/kapaligiran, na mahirap ipawalang-bahala bilang “sistematikong mali” lamang.
   • Magulong pagtutuos sa daang tinahak ng liwanag: ang mga epektong dinaanan sa kumpol, kawalan (void), at mga sinulid ay wala pang iisang mahigpit na paraan ng paglalagom.
3. Muling pagsasalaysay ng EFT (buod-mekanismo)
   • Dalawang ambag sa iisang taláan:
     a) Pagliko sa pula dahil sa potensyal na tensyor—magkaiba ang potensyal na tensyor ng pinagmulan at tagamasid; magkaiba ang batayang orasan kaya lumilitaw ang di-makulay na paglilihis;
     b) Pagliko sa pula dahil sa ebolusyunaryong daan—dumaraan ang liwanag sa nagbabagong topograpiyang tensyor; hindi simetriko ang pasok-labas kaya naiipon ang dagdag na di-makulay na paglilihis.
   • Gumagaan ang tensyong malapit–malayo: repleksiyon ng magkaibang pinaghalong kasaysayan ng ebolusyon ng tensyor at ng mga hanay ng daan, hindi depektong dapat “pakinisin.”
   • Gawing mapa ang labis: ang munting paglihis na nakasalalay sa direksyon/kapaligiran ang mismong mga contour ng tanawing tensyor.
4. Mapasusubok na punto
   • Di-makulay na sabayang paglilihis: sa iisang linya ng tanaw, sabay sa isang direksyon ang iba’t ibang banda; kung may malinaw na pagkapulay/dilaw, bumabagsak ang paliwanag.
   • Nagtutugmang direksyon: ang labis sa distansya ng supernova, mumunting diperensiya sa pamantayang BAO, at pag-ipon mula sa mahinang pagbaluktot-grabitasyonal ay dapat pumabor sa magkakahawig na direksyon.
   • Pagsunod sa kapaligiran: mas mataas sa karaniwan ang labis na pagliko sa pula kapag ang tanaw ay dumaraan sa mas masinsing sinulid-at-buklod kaysa sa tungo sa mga kawalan.

B. Kosmikong Mikroweyb na Likuran

1. Tingin ng arus-perdana
   Ang Kosmikong Mikroweyb na Likuran ay nagmula sa maiinit na unang yugto na lumamig hanggang mahiwalay; itinatala ng mga multipole at E/B na polarisasyon ang “paunang alon + bahagyang hulma ng huli.”
2. Saan kumakapit
   • “Di-kasakdalan” sa malalaking anggulo: sabayang paglitaw ng mababang-ℓ na pagkahanay, di-pagkakapantay ng hemispero, at malamig na batik ay lagpas sa inaasahang tsamba.
   • Hilig sa “mas malakas na pag-lente”: kadalasan ay bahagyang mas malaki kaysa inaasahan ang lakas ng hulíng pagbaluktot sa Kosmikong Mikroweyb na Likuran.
   • Di lantad ang sinaunang alon-grabitasyon: wala pa ang inaasahang pirma mula sa pinakasimpleng salaysay ng unang uniberso—pahiwatig ng mas banayad o mas masalimuot na simula.
3. Muling pagsasalaysay ng EFT (buod-mekanismo)
   • Kulay-pundasyon mula sa “ingay”: sa maagang masinsing pagkakaugnay, ang Latarang Ingay ng Tensyor mula sa Pangkalahatang Hindi-matatag na Partikulo (sa pamamagitan ng napakalawak na mga gambalang ibinalik sa medium) ay agad na naiteterma hanggang halos perpektong blackbody, na nagtatakda ng ~2.7 K.
   • Tugtog sa “balát ng tambol”: ang ikot ng siksik-lusaw sa yugtong may matibay na ugnay ang humahabi ng tugtog-akustiko; sa paghihiwalay, “kinukuhanan ng larawan” ang mga tuktok-libis at pangunahing ugat ng E-mode.
   • Mga lente at pagkinis sa daan: kasunod nito, inuukit ng Grabidad na Tensyor na Estadistikal ang E tungo sa B at pinapabilog ang maliliit na sukat; ang makahulugang pira-pirasong Latarang Ingay ng Tensyor ay bahagyang nagpapalambot ng mga gilid.
   • Kapalit ng “matigas na hila” ng inflasyon: sa maagang yugto ng mataas na tensyor na marahang bumababa, tumataas ang epektibong hangganan ng paglaganap; bukod dito, dahil sa “pagpipintang bloke-bloke” ng network, mabilis na napapantay ang malawakang diperensiya sa temperatura at naitatag ang malayuang pagkakaisang-yugto—nang hindi ipinapalagay ang hiwalay na pag-unat ng heometriya.
   • Pinagmulan ng mga bakas sa malalaking anggulo: ang di-pagkakapantay ng hemispero, mababang-ℓ na pagkahanay, at malamig na batik ay pinagsamang pirma ng napakalalaking teksturang tensyor at ng pagliko sa pula dahil sa ebolusyunaryong daan—hindi basta sistematikong dumi.
4. Mapasusubok na punto
   • Ugnayang E/B–konberhens: lumalakas ang ugnay ng B-mode sa mapa ng konberhens habang papaliit ang sukat; tiyaking kaayon ito ng estadistika ng mahinang pagbaluktot-grabitasyonal.
   • Di-makulay na bakás ng daan: kapag sabay na kumikilos ang malalaking tipak ng temperatura sa iba’t ibang banda ng Kosmikong Mikroweyb na Likuran, palatandaan ito ng ebolusyunaryong daan, hindi ng makulay na foreground.
   • Pagkakatugma ng lakas-lente: gamitin ang iisang mapa ng potensyal na tensyor upang itugma ang pag-lente sa Kosmikong Mikroweyb na Likuran at ang mahinang pagbaluktot ng mga galaksiya; sabay na bababa ang labis sa magkabilang panig.

C. Kasaganaan ng magagaan na elemento (deuterium, helium, lithium)

1. Tingin ng arus-perdana
   Itinatakda ng “nukleosintesis ng Big Bang” ang deuterium/helium/lithium sa mga unang minuto; kadalasang tugma ang deuterium at helium, ngunit sobra ang lithium.
2. Saan kumakapit
   Suliranin ng lithium: mahirap bawasan ang lithium nang hindi nababahala ang deuterium/helium; may kapalit ang paliwanag sa pag-ubos sa balát ng bituin, muling pagtataya ng mga kas ma-nukleyar, o pagpasok ng bagong partikulo.
3. Muling pagsasalaysay ng EFT (buod-mekanismo)
   • Mga bintanang itinakda ng tensyor (mataas na tensyor na marahang bumababa): tinutukoy ng makinis na pagbaba ng antas-tensyor ang “bukas/sara” ng mga reaksyon; kaunti nitong inililipat ang bisa mula sa “bote-leeg ng deuterium → pagbuo ng beryllium/lithium” nang hindi tinatamaan ang gulugod ng kasaysayang-terma.
   • Dalawang pinananatili, isa ang inaayos: habang buo ang deuterium/helium, ang munting pag-aangkop sa gilid ng bintana at sa daloy ay natural na nagpapababa sa lithium.
   • Kaunting tulak na katanggap-tanggap: kung umiiral ang labis-mahina, panandalian, at piling pagpasok ng neutron/malalambot na photon (estadistikong alingawngaw ng Pangkalahatang Hindi-matatag na Partikulo), nalilimitahan ang lakas nito ng μ-distor­syon ng Kosmikong Mikroweyb na Likuran at ng mga hangganan ng deuterium/helium, kaya naiuuna ang pagbawas ng beryllium/lithium nang hindi sinisira ang kabuuang tagumpay.
4. Mapasusubok na punto
   • Mahinang pagkiling sa “plataporma”: sa mga bituing labis na kulang sa metal, ang maliliit na sistematikong paglihis ng plataporma ng lithium ay bahagyang kaugnay ng mapa ng tensyor.
   • Nagtutugmang kadena: ang pag-usad ng bintana dahil sa tensyor ay nagtutulak sa maliliit na parametro ng Kosmikong Mikroweyb na Likuran at sa hudyat-tunog ng mga barion sa parehong direksyong kailangan para itama ang lithium.

D. Estrukturang malakihang-antas (kosmikong lambat at paglaki ng galaksiya)

1. Tingin ng arus-perdana
   Lumalaki ang paunang alon sa “balangkas ng madilim na bagay”; bumabagsak ang karaniwang materya, at nabubuo ang mga sinulid–pader–buklod–kawalan.
2. Saan kumakapit
   • Krisis sa maliliit na sukat: bilang ng mga satelayt, hugis-densi­dad sa ubod, at lubhang masisiksik na dambuhalang-dwende ay humihingi ng mabibigat na “tahing-feedback.”
   • “Sobrang aga, sobrang siksik”: matandang mga sampol na tila labis na hinog o siksik.
   • “Sobrang ayos” na dinamika: ipinakikita ng mga kurba ng pag-ikot ang napakahigpit na ugnay ng nakikitang masa at dagdag na hila.
3. Muling pagsasalaysay ng EFT (buod-mekanismo)
   • Ang Grabidad na Tensyor na Estadistikal bilang “dagdag na hila”: mula sa tugong estadistikal ng dagat-enerhiya sa pagkakaiba ng densi­dad ang sobrang atraksyon—walang inaakalang bagong pamilya ng di-natutuklasang partikulo. Sa maliliit na sukat, lumalambot ang balon-potensyal at nagiging ubod-koro, kaya lumuluwag ang suliraning talim-tapat at “napakalaki para mabigo.”
   • Mabilis na pag-uugnay sa simula (mataas na tensyor na marahang bumababa): mas mataas ang epektibong hangganan ng paglaganap at mas malakas ang pag-uugnay ng mga daloy; bukod dito, kapag sinabayan ng dagdag na hila, mabilis ang densipikasyon nang walang ekstremong feedback.
   • Pagputol ng kapangyarihang mataas-k at marurupok na subhalo: pinipigil ng sukat-koherensiya ng tensyor ang kapangyarihan sa matataas na bilang-alun, kaya kaunti na ang maliliit na subhalo mula pa sa simula; matapos magkoro ang ubod, humihina ang bigkis at mas marupok sa pagtaas-baba ng dagat-bituin—kaya natural na kaunti ang makináng na satelayt.
   • Ang “kaayusan” ay kahingian ng istruktura, hindi tsamba: isinasalin ng iisang ubod-tensyor ang nakikitang hatag tungo sa maayos na “iskala ng dagdag na hila”; kakinisan ng panlabas na disk, ugnayang padagdag-bilis ayon sa radyus, at sikip ng ugnayang baryonikong Tully–Fisher ay mula sa parehong pagmamapa ng panlabas na larangan.
4. Mapasusubok na punto
   • Iisang ubod, maraming gamit: itugma ang mga kurba ng pag-ikot at konberhens ng mahinang pagbaluktot gamit ang iisang ubod-tensyor; sistematikong iiba ang labis ayon sa kapaligiran.
   • Magkakahanay na labis: magkakasabay sa espasyo ang labis ng field ng bilis at ng mapa ng pagbaluktot, na tumuturo sa iisang direksyon ng panlabas na larangan.
   • Bilis ng pagbuo sa simula: ang dami ng masisiksik na galaksiya sa mataas na pagliko sa pula ay umaayon sa lakas at haba ng yugtong “mataas na tensyor na marahang bumababa.”

III. Muling pagsasalaysay na nagkakaisa (ibalik ang apat na haligi sa iisang salalayan)

• Ang simula ay hindi “pagsabog sa isang tuldok” kundi isang yugtong may mataas na tensyor na marahang bumababa matapos ang pangkalahatang pag-alis ng kandado.
• Bakit mabilis na naging maayos: itinataas ng mataas na tensyor ang epektibong hangganan ng paglaganap; bukod dito, dahil sa “pagpipintang bloke-bloke,” mabilis na naitatag ang malayuang pagkakapantay ng init at yugto—kaya, kaya nalulutas ang suliraning horizon at pagkakapantay.
• Bakit may naiwan pang tekstura: habang bumababa, nagbibigay ang Latarang Ingay ng Tensyor ng malapad-saplad na gambala; pinipili ng tanawing tensyor ang ilang sukat-koherensiya upang “i-freeze” bilang paunang tekstura, na kalauna’y ginagawang gabay-mapa ng Grabidad na Tensyor na Estadistikal para sa paglago.
• Bakit maagang “ayusado”: naglalaan ang Grabidad na Tensyor na Estadistikal ng pantay na buhat, habang ang ubod-tensyor na magkakatulad ay nagsasalin ng nakikitang hatag tungo sa pare-parehong iskala ng dagdag na hila; ang mataas na hangganan ng paglaganap sa simula ay nagpapabilis sa densipikasyon at transportasyon.
• Isang mapa, maraming tugma: ang parehong mapa ng potensyal na tensyor ay sabay-sabay nagpapababa ng labis sa pagliko sa pula, pag-lente ng Kosmikong Mikroweyb na Likuran, mahinang pagbaluktot, at mga kurba ng pag-ikot—mula sa “puro tapal” tungo sa “iisang salalayan.”

IV. Pagsusuri sa maraming prob (gawing checklist ang mga pangako)

• Pagtutugma ng direksyon: ang munting pagkiling sa labis ng pagliko sa pula, malalaking-anggulong tampok ng Kosmikong Mikroweyb na Likuran, konberhens ng mahinang pagbaluktot, at pagkaantala sa malakas na lente ay dapat tumuro sa iisang paboritong direksyon.
• Di-makulay na hadlang: sa pagliko sa pula dahil sa ebolusyunaryong daan at sa potensyal na tensyor, sabay lilipat ang iba’t ibang banda; kapag may matingkad na pagkulay, bagsak ang modelo.
• Isang mapa para sa maraming set ng datos: kailangang iisang mapa ng potensyal na tensyor ang nagpapababa ng labis sa parehong pag-lente ng Kosmikong Mikroweyb na Likuran at mahinang pagbaluktot ng galaksiya; kung kailangan ng magkahiwalay na mapa, hindi pasado ang modelo.
• Maagang “daluyang mabilis”: ang dalas ng masisiksik na estruktura sa mataas na pagliko sa pula ay dapat umakma sa lakas at haba ng yugtong “mataas na tensyor na marahang bumababa.”
• Lalong tumitibay ang ugnay B–κ sa maliliit na sukat: mas tumitibay ang ugnayan ng B-mode at konberhens habang paliit ang sukat, lalo na kung kaayon ng “kapangyarihan sa pag-kulubot” ng Grabidad na Tensyor na Estadistikal.

V. Maiikling paglilinaw sa madalas itanong

• Itinatanggi ba ang “maiinit na simula”? Hindi. Pinalitan lamang ang “tuldok-pagsabog” ng mailalarawang yugto ng mataas na tensyor na marahang bumababa; nagmumula ang init sa muling paglipat ng naimbak na tensyon.
• Nasisira ba ang mga dating tugma? Hindi. Nananatili ang tugma sa deuterium/helium at sa katawan ng Kosmikong Mikroweyb na Likuran; nabibigyan ng pisikal na tahanan ang lihis sa lithium at ang anomalya sa malalaking anggulo.
• “Kapaligiran” lang ba ang lahat? Hindi. Ang tanging itinuturing na ebidensya ay mga pattern na maaaring maulit at nakadepende sa direksyon/kapaligiran; ang iba pa ay nasa karaniwang kontrol-sistematik.
• “Lumalaki” ba ang uniberso? Obserbasyonal na totoo ang “mas malayo, mas mapula.” Sa larawan dito, bunga ito ng pinagsamang pagliko sa pula dahil sa potensyal na tensyor at ebolusyunaryong daan—hindi kailangang ang pandaigdigang pag-unat ng metriko lamang ang paliwanag.

VI. Pagsasara at pagbubuo

• Apat na haligi, iisang salalayan: maaaring iangkla sa “dagat ng enerhiya + tanawing tensyor” ang mga pangunahing obserbasyon—kosmikong pagliko sa pula, Kosmikong Mikroweyb na Likuran, magagaan na elemento, at paglago ng istruktura.
• Ang iisang pinagmulan ay hindi na natatangi o kailangan: kapag iisang mekanismong medium–tensor ang sabay-sabay humahawak sa mga anomaliya at tensyon ng bawat haligi, hindi na kailangan ang “isang beses na Big Bang” bilang tanging simula.
• Halinang metodolohikal: mas kaunting postulado at mas mataas na maililipat-lipat; nagiging “magkakabit na tile” ang datos—hindi “usapang magkakahiwalay,” at buod, ang pagsusuri ang ibinabalik sa sentro, hindi ang islogan.

Buod: Isinasaayos ng larawan ng dagat-sinulid ng enerhiya ang apat na haligi ng kosmolohiya tungo sa iisang mapa ng potensyal na tensyor: itinatakda ng Latarang Ingay ng Tensyor ang pundasyong blackbody, ikinakapit ng matibay na pagkakaugnay ang tugtog-akustiko, inuukit ng Grabidad na Tensyor na Estadistikal ang mga landas, at ipinapanganak ang pagliko sa pula mula sa diperensiya ng potensyal at ebolusyunaryong daan. Ang natitira ay ang pag-beripika ayon sa checklist, isa-isa.