3.14 Uthabiti wa upeo wa macho: joto karibu sawa katika maeneo ya mbali bila mfumuko wa ulimwengu chini ya hali ya mwendo wa mwanga unaobadilika

Nyumbani ／ Sura ya 3: Ulimwengu wa makroskopiki

I. Tukio na swali kuu

• Mbali kiasi cha “kutoonekana”, ilhali karibu sawa kwa joto:
  Miale ya Mandharinyuma ya Mikrowevu ya Kozmiki (CMB) ni sare ajabu katika mizani mikubwa ya pembe; sehemu za anga zilizo mbali zina joto karibu sawa. Tukikazia wazo kwamba “mwendo wa mwanga ni thabiti kila mahali”, maeneo haya katika ulimwengu wa mwanzo hayangekuwa na muda wa kubadilishana joto au taarifa ya awamu, ilhali yanaonekana kuwa “yamesawazishwa” mapema. Kuanzia sasa tutatumia tu Miale ya Mandharinyuma ya Mikrowevu ya Kozmiki.
• Hata awamu zimepangwa “kwa nidhamu”:
  Mpangilio wa vilele na mabonde ya akustiki unaonyesha ulinganifu wazi wa awamu, kana kwamba “supu” ilichanganywa sawasawa kabla ya kugandishwa.
• Inawezekanaje bila mfumuko wa ulimwengu?
  Maelezo ya kawaida huanzisha upanuzi wa kijiometri ulio mkali na mfupi sana ili maeneo ya mbali leo yalikaribiane awali na kufikia usawa wa joto; hili huhitaji uga unaosukuma na utaratibu wa kutoka. Swali ni kama kuna sababu iliyomo ndani ya kioma inayofanya maeneo ya mbali yasawazishwe kiasili katika joto na awamu.

II. Utaratibu wa kifizikia (bahari ya nishati + mwendo wa mwanga unaobadilika)

Wazo kuu: Kikomo cha juu cha kasi ya uenezi si kipimo cha ulimwengu kisichobadilika; hali ya mvutano wa kioma ndiyo hukiweka kihali. Katika enzi ya mwanzo yenye msongamano mkubwa na mvutano wa juu, bahari ya nishati ilivutwa kwa kasi isiyo ya kawaida, hivyo dari ya kasi ya uenezi ya mahali ikawa juu. Ulimwengu ulipoendelea na mvutano ukapungua, dari hiyo ilishuka. Hivyo, usawazishaji wa joto na ulinganifu wa awamu katika maeneo ya mbali unaweza kutokea kiasili bila mfumuko.

1. Awamu ya mvutano wa juu: “kikomo cha mwendo” kinapandishwa:
   • Mvutano uliokithiri husafisha uwasilishaji wa msukosuko na huinua sana kikomo cha kasi ya uenezi cha eneo.
   • Matokeo yake: ndani ya muda uleule wa kifizikia, upeo wa kisababishi huongezeka; joto na taarifa ya awamu huvuka mizani ya pamoja ya mwendo ambayo baadaye huonekana “nje ya upeo”, hivyo huanzisha mapema usawa mpana wa joto na kufungamana kwa awamu.
2. Uboreshaji shirikishi: mtandao kwa mtandao, bloku kwa bloku:
   • Mvutano wa juu si “kasi tu”; pia huwezesha mtandao wa mvutano “kupaka upya” maeneo kwa mafungu: tukio kali linapoanzisha kanda moja, majirani huunyooka kwa kasi inayoruhusiwa kihali, bloku baada ya bloku.
   • Huu ushirikiano wa mtandao husambaza “uchanganyaji” kutoka nukta hadi uso; si kwa kunyoosha kijiometri, bali kwa mvutano wa kioma na sifa zake za uenezi.
3. Ulegevu wa taratibu na “kugandishwa”: kubeba mpangilio hadi leo:
   • Ulimwengu unavyoendelea kuwa mwembamba, mvutano hushuka na dari ya kikomo cha eneo hushuka; plazma ya fotoni–barioni inaingia katika awamu ya akustiki ya “mgandamizo–kurudi”.
   • Wakati wa kutengana, umoja wa joto na ulinganifu wa awamu uliopatikana mapema “hupigwa picha” kama negatibu ya mandharinyuma; baadaye fotoni husafiri kwa uhuru zikibeba negatibu hilo hadi sasa.
4. Asili ya undani: utofauti mdogo na uundaji upya njiani:
   • Mwin’yo midogo ya awali haifutiki; huwa “mbegu” za vilele na mabonde ya akustiki.
   • Baadaye, reliéfu la mvutano njiani na mvutano wa mvuto wa kitakwimu husawazisha kwa upole na hukariri miundo, na hivyo kutoa anisotropia laini inayoonekana.
   • Nuru ikipitia ujazo mkubwa unaoendelea kubadilika (kwa mfano kuelekea doa baridi), huongezeka pia uhamo mwekundu/bluu usio na mtawanyiko njiani—ni marekebisho madogo tu juu ya negatibu ya awali.

Sehemu muhimu: Kihali hakibadiliki, katika historia ya kozmiki hubadilika. Kila jaribio la kiwango kidogo hupima kikomo cha kasi ya eneo kilekile, lakini katika historia ya kozmiki kikomo hicho huchukua thamani tofauti kulingana na hali ya mvutano. Hili hutoa nafasi ya kifizikia kwa mchakato wa “changanya kwanza, gandisha baadaye” bila kunyoosha kijiometri.

III. Mfano wa kufananisha

Fikiria ngozi hiyo hiyo ya ngoma inayovutwa hadi ukingoni, kisha kurudishwa kwenye mvutano wa kawaida. Ikiwa imekazwa mno, mawimbi hukimbia haraka sana; pigo moja huleta eneo kubwa “kwa mpigo mmoja” upesi. Inaporudi kwenye hali ya kawaida, kasi ya wimbi hushuka, lakini muundo wa mpigo wa pamoja tayari upo. Mandharinyuma ya leo iliundwa vivyo hivyo: kabla ya “kurudi kawaida”, upangaji wa joto na awamu kwa kiwango kikubwa ulikamilishwa na ukagandishwa wakati wa kutengana.

IV. Ulinganisho na maelezo ya jadi

1. Malengo yanayofanana:
   Hadithi zote mbili zinalenga kueleza kwa nini maeneo ya mbali ni karibu izothemu, kwa nini awamu za akustiki hulainiana vizuri, na jinsi ushirikiano wa mapema ulifanikiwa kwa wakati.
2. Njia tofauti:
   • Mfumuko wa ulimwengu: Kunyoosha kijiometri kwa kasi ambako hupeleka majirani wa zamani hadi mizani mikubwa ya leo; huhitaji uga wa kuendesha, umbo la potansia, na maelezo ya kutoka.
   • Mwendo wa mwanga unaobadilika unaoongozwa na mvutano: Awamu ya mvutano wa juu ya kioma huinua kikomo cha uenezi na huruhusu ushirikiano wa kimtandao; maeneo ya mbali yanasawazishwa ndani ya “bajeti ya kawaida ya muda” ya historia ya kozmiki bila kunyoosha zaidi au nyuga mpya.
3. Yaweza kuambatana, lakini ni tofauti wazi:
   Lugha ya kijiometri yaweza kueleza uthabiti wa mapema; hata hivyo, kutoka kwa fizikia ya kioma, si lazima kazi yote itegemee kunyoosha. Kwa uchunguzi, athari za njiani zisizo na mtawanyiko na tofauti za muda wa mwendo zinazohusiana na mazingira ya mvutano ni msamiati wa kiasili zaidi katika Nadharia ya Nyuzi za Nishati (EFT). Kuanzia sasa tutatumia tu Nadharia ya Nyuzi za Nishati.

V. Hitimisho

Tukiweka uthabiti wa upeo wa macho katika muktadha wa “bahari ya nishati—mvutano”:

• Awamu ya mvutano wa juu ilipandisha mapema kikomo cha uenezi cha eneo na, pamoja na uboreshaji wa kimtandao, ikaleta kwa haraka maeneo ya mbali kwenye umoja wa joto na ulinganifu wa awamu.
• Baadaye mvutano ulipungua, kutengana kukatokea, na muundo ukagandishwa kama mandharinyuma tunayoiona leo.
• Mfumuko wa ulimwengu si wa lazima: si “kunyoosha nafasi kwa ghafla”, bali “kuacha taarifa isafiri kwa kasi zaidi” kioma kinaporuhusu.

Kwa muhtasari, “joto karibu sawa katika umbali mkubwa” si muujiza wa historia ya kozmiki, bali ni dhihirisho la kiasili la mienendo ya mvutano na mwendo wa mwanga unaobadilika katika enzi za mwanzo, kama inavyoelezwa na Nadharia ya Nyuzi za Nishati.