3.16 Mwanzo wa ulimwengu: kufungiwa kwa kiwango cha kimataifa bila muda na “lango” la mpito wa awamu

Nyumbani ／ Sura ya 3: Ulimwengu wa makroskopiki (V5.05)

Dibaji

Mwanzo haukutokea “kutoka kwenye utupu”. Mtandao mzima wa filamenti na kati uliingia katika kiini cha utupu wa takriban: chembe zilikuwa adimu sana, entropy ilikuwa ya chini mno, na bajeti ya mvutano ilivutwa hadi kikomo cha kimataifa. Mtandao ulikuwa katika hali ya kufungiwa kwa kiwango cha kimataifa—kuingia kuliwezekana, kutoka hapana. Mara tu mzigo ulipovuka kizingiti muhimu, eneo la mpito lilifungua lango kupitia kuwasha upya kwa mtindo wa pistoni, na kugeuza haraka mvutano uliowekwa akiba kuwa nishati inayoweza kuenea. Hapo ndipo michakato inayojirudia na mapigo ya “saa” yaliweza kuanzishwa, na ulimwengu ukaingia katika historia inayoweza kufuatiliwa.

Katika picha ya filamenti–kati–mvutano, hatua ya mwanzo ilichangiwa na mambo matatu: idadi kubwa ya chembe zisizo thabiti zilizojumlishwa (GUP) zenye maisha mafupi lakini mpangilio; mvuto wa pamoja wa muda mfupi uliotokea kutoka kwao uliunda msingi wa mvuto wa takwimu wa mvutano (STG); na kusambaratika/kuangamia kwao kulirejesha vifurushi dhaifu vya mawimbi vilivyounda mandharinyuma ya kelele ya ndani inayotokana na mvutano (TBN). Kuanzia sasa tutatumia majina haya ya Kiswahili pekee.

I. Kwa nini “mwanzo” unapaswa kuandikwa upya (matukio na vikwazo)

• Mtego wa umakinika (singularity)
  Kuendeleza kwa mazoea msongamano na joto hadi “kutokuwa na kikomo” kunaashiria kuvunjika kwa mizani, si awamu halisi ya kifizikia. Mkengeuko wa kihesabu si hali ya jambo.
• Ulinganifu wa mapema usiotarajiwa
  Alama za awali kabisa—kwa mfano awamu za akustiki na takribani isotermi—zina ulinganifu wa kushangaza. Kwa kikomo kimoja cha kasi na uenezaji wa kawaida wa kisababisho, ni vigumu kueleza jinsi maeneo ya mbali yaliweza kusawazishwa haraka.
• Asili isiyo wazi ya “joto la awali”
  Joto la juu liliwezaje kujaza anga katika muda mfupi? Ikiwa hilo litawekwa kama sharti, hivyo basi hesabu ya nishati na mnyororo wa kisababisho havifungani.
• “Je, kulikuwa na kabla ya ‘kabla’?”
  Kuitazama muda kama mhimili uliotolewa tayari huleta mruduo usio na mwisho. Inapaswa kubainishwa iwapo hali ya mwanzo ilikuwa na “muda wa kiutendaji”.
• Kwa muhtasari
  Mwanzo unafaa kuelezwa kama awamu ya kifizikia na mpito wake wa awamu, si kwa maneno “sifuri” au “kutokuwa na kikomo”.

II. Mwanzo usio na muda: bila chembe, bila saa (asili ya kiini cha utupu wa takriban)

• Endelezo lisilofungwa
  Ulikuwapo tu mtandao unaoendelea; hapakuwa na fungeni/fundo zinazojitegemea ambazo zingeigiza chembe. Bila osileta thabiti hakuna saa inayofaa.
• Mvutano kwenye dari ya kikomo
  Kati ilivutwa kupita kiasi, hivyo kikomo cha uenezaji cha mahali kikaongezeka. Hata hivyo, kikomo cha juu hakimaanishi “muda”: bila mtikisiko thabiti hakuna kipindi wala mpigo.
• Kufungiwa kwa kiwango cha kimataifa (kuingia ndiyo, kutoka siyo)
  Muunganiko ulifungia usumbufu “ndani”, bila rejea ya nje. Hii si “tundu” la mahali, bali ni kiini kinachofungia rubo yote.
• Kuanguka kwa maana ya muda
  Hakuna chembe ⇒ hakuna osileta thabiti; hakuna mzunguko ⇒ hakuna “sekunde” iliyokalibishwa; hakuna mhimili wa mageuko wa kulinganishwa ⇒ “kabla/baada” si dhana ya kiutendaji. Swali la “kabla” halina maana katika awamu hii.

III. Mwako na kuvuka kizingiti: kutoka kufungiwa hadi lango wazi (jinsi muda “unavyowashwa”)

1. Usumbufu mwembamba unaodumu kwenye mandharinyuma yenye msongamano na mvutano wa juu
   Hata bila chembe thabiti, usumbufu wenye mpangilio na maisha mafupi uliibuka mara kwa mara na kusambaratika, na kuingiza viendeshaji viwili:

• Mvuto wa takwimu wa mvutano: katika kipindi kifupi cha uhai wake, ulivuta kuelekea ndani na kukaza kiini kilichofungwa.
• Kelele ya ndani inayotokana na mvutano: wakati wa kusambaratika, vifurushi visivyo na mpangilio vya mawimbi viligonga miunganiko na kusababisha mwako-midogo na mipangilio-midogo mipya.

2. Kuvuka kizingiti na kufunguka kwa awamu
   Wakati “mvuto wa ndani + miwako-midogo” ilisukuma mzigo juu ya kizingiti, kulitokea urejelezaji wa miunganiko kwa kiwango kikubwa:

• Maeneo makubwa ya miunganiko yalivunjika–yakaunganishwa–yakafungwa upya, yakaunda korido za mvutano.
• Kufungiwa kukawa kupenyeza; njia zenye upinzani mdogo na mwelekeo maalumu zikaibuka; mtiririko wa kisababisho “ndani–nje” ukarejea.

3. Kuwasha upya kwa mtindo wa pistoni (njia ya kufungua lango)
   Eneo la mpito liliachilia bajeti ya mvutano kwa hatua:

• Kwanza ngazi ya pamoja iliibuka (kiwango cha nishati ya jumla kiliruka kwa wakati mmoja).
• Kisha bahasha ya mwangwi (kikiwa chenye nguvu mwanzo, kikipungua baadaye; vipindi kati ya vilele vikikua), ikigeuza akiba ya mvutano kuwa nishati inayoenea na plasma ya karibu.

4. Muda unawashwa
   Mara tu miundo imara ya mahali na michakato inayojirudia (mizunguko ya kihierarkia, kwenda-na-kurudi kwa akustiki) ilipotokea, kipindi kinaweza kufafanuliwa—muda unapata maana ya kiutendaji.

IV. Lango wazi na usawazishaji: kwa nini maeneo ya mbali yanakuwa sawia kwa awamu na karibu isotermia (bila “uvimbe” wa ziada)

• Kikomo cha juu cha uenezaji + kubadilisha miunganiko kwa vitalu
  Mpito wa awamu ulifanyika juu ya mandharinyuma yenye kikomo cha juu sana cha uenezaji. Pamoja na kubadilisha miunganiko kwa vitalu (maeneo makubwa yanabadilisha njia kwa wakati mmoja), maeneo mapana yangeweza kusawazishwa katika muda mfupi wa kifizikia. Hivyo basi usawiaji wa awamu na karibu isotermia ukaimarika.
• Hesabu ya nishati ya joto la awali
  Mnyororo wa urejelezaji uligeuza mkazo wa mvutano kuwa usumbufu unaosafiri; katika karibu, ukachakatwa haraka kuwa plasma ya nishati ya juu na kujaza joto la awali. Joto halikutoka utupu, bali kutoka kwa akiba ya nishati iliyofunguliwa.
• Kutofautisha “dari” na “mizani ya muda”
  Uga wa mvutano huweka kikomo cha uenezaji (mwanzoni kikiwa juu sana). Mizani ya muda huhitaji saa (inayojitokeza baada ya kufunguka). Kufunguka kulitoa vyote: usawazishaji wa haraka pamoja na mageuko yanayoweza kupimwa kwa muda.

V. Kufunga mwonekano na kufungua pazia: kuwasilisha “negativi” kwa leo

• Awamu ya akustiki
  Katika “hali mpya ya kawaida” (bado msongamano na mvutano juu), fotoni na barioni walikandamizwa na kurukia nyuma, na kuanzisha midundo na mizani thabiti—kipimo cha akustiki.
• Kutenganika kama alama
  Plasma ilipokuwa nyembamba na migongano kupungua ghafla, fotoni walijiondoa kwenye mtandao na kusafiri kwa uhuru. Walileta “negativi” iliyosahihishwa upya hadi sasa—mionzi ya usuli wa ulimwengu wa mikrowevu (CMB) yenye mandharinyuma ya mwili-mweusi, mpigo wa kilele–bonde na muundo mkuu wa ulinganifu wa mtawanyiko. Baada ya kumbukumbu hii ya kwanza tutatumia jina hilo kamili la Kiswahili pekee.
• Kuchonga mtandao wa ulimwengu
  Baadaye mandhari ya mvutano iliunda jambo kwa muda mrefu: usafirishaji kwenye miteremko mirefu, kubundika kwa mgongo wa matuta, kufunga kwa mafundo na kurudi kwa mashimo—kiunzi cha filamenti–kuta–mafundo–mashimo.

VI. “Je, kulikuwa na kabla ya ‘kabla’?”—kwa nini swali linakosa shabaha

1. Bila muda ⇒ hakuna kabla/baada
   Katika awamu ya kufungiwa, muda haupo kiutendaji. Kuuliza “kabla” ni kama kupima kasi ya mtiririko wa maji ya kimiminika chini ya kiwango cha kuganda.
2. Kutengwa kwa kisababisho na kufutwa kwa kumbukumbu
   Kufungiwa kwa kiwango cha kimataifa + mvutano uliokithiri + minyororo ya urejelezaji ⇒ undani wa “awamu ya kabla” haufikiki:

• Hakuna njia ya kurudi: mpito kutoka kufungwa→kufunguka hauna njia ya kisababisho kutoka ndani kwenda nje; si “haiwezi kupimika” bali “haiwezi kupelekwa”.
• Kusafishwa kwa msimbo: urejelezaji wa masafa ya juu huchanganya na kutawanya miundo midogo ya kabla; hubaki tu ukubwa wa kimsingi usio na majina—mzigo wa jumla/msongamano wa nishati; uhamishaji wa nishati si uhamishaji wa taarifa.
• Sehemu-tindikali isiyolingana: vipimo na viangaliwacho hukodishwa tofauti pande zote za mpaka; hata kama usumbufu utavuka, ni vigumu kuuweka ramani kuwa “kumbukumbu inayoweza kujengwa upya”.

3. Hitimisho
   Hata kama kuna kitu “nyuma ya ukuta”, kiko nje ya uwezo wa fizikia yetu. Historia inayoonekana huanza upya pale lango linapofunguliwa.

VII. “Daftari kuu” la mwanzo lenye sehemu nne (lililofungiwa ndani ya kiini cha utupu wa takriban)

• Filamenti (mbeba-jambo)
  Kabla ya kufunguka kulikuwapo tu mtandao unaoendelea; fungeni zinazojitegemea (chembe) na mizunguko ya kihierarkia zilijitokeza baadaye.
• Kati/bahari (utaratibu wa kazi)
  Kati ilivutwa kwenye bendi finyu yenye mvutano; baada ya kufunguka ikarejea katika hali ya unyumbufu inayoweza kurekebishwa, ikiruhusu akustiki–usafirishaji–alama.
• Msongamano (mzigo)
  Mwanzoni ulikuwa juu sana, ukibeba mvutano na mizunguko; baada ya kufunguka ukagawanywa upya kufuatana na mandhari ya mvutano na kuendelea kuwa muundo wa kihierarkia.
• Mvutano (mvuto/kikomo/mpigo)
  Mwanzo ulitoa kikomo pekee, si mpigo; baada ya kufunguka uliwasha mpigo, ukaweka kikomo na ukachora njia—na kuwa daftari kuu la historia.

VIII. Mfano unaotia nanga hisia ya ndani

Ngozi ya ngoma iliyovutwa vilivyo kila mahali + vali ya pistoni: kabla ya kutoa shinikizo, ngozi ni kali mno na haina saa—swali “imechemka kwa muda gani” halina maana. Vali inapovuka kizingiti na kufunguka, ngazi ya pamoja ikifuatiwa na bahasha ya mwangwi hugeuza akiba ya nishati kuwa joto na mawimbi; ndipo kipimo cha muda huanza.

IX. Kuweka sambamba na simulizi la jadi

• Kuhusu “umakinika”
  Badala ya “kidogo/kikubwa kisicho na kikomo”, taja “kiini cha utupu wa takriban kwenye kikomo cha mvutano + lango la mpito wa awamu”. Mizani ipo, ilikosa tu matumizi kwa muda; baada ya kufunguka, hurudi.
• Kuhusu “uvimbe” (inflation)
  Uvimbe hutumia kunyoosha kwa kasi kijiometri kusawazisha maeneo ya mbali. Hapa, kikomo cha juu cha uenezaji katika awamu yenye mvutano na kubadilisha miunganiko kwa vitalu hutekeleza usawazishaji wa mapema, ilhali kuwasha upya kwa mtindo wa pistoni hubeba nishati na “kuandika” awamu—bila uga wa ziada wa msukumo wala hati ya kutoka.
• Kuhusu mlinganisho wa “ndani ya shimo jeusi”
  Pamoja: kufungiwa na mvutano uliokithiri. Tofauti: hapa kufungiwa ni kwa kiwango cha kimataifa, bila rejea ya nje; kufunguka si “kutoroka”, bali kuandika upya uunganisho na kurejesha vipimo vya kiutendaji.

X. Dokezo na vigezo vinavyoonekana

• J1 | Alama dhaifu ya “ngazi ya pamoja + bahasha ya mwangwi”
  Ikiwa kuwasha upya kwa mtindo wa pistoni kulitokea, uhusiano wa joto–joto na wa ulinganifu wa modi-E katika mionzi ya usuli wa ulimwengu wa mikrowevu unapaswa kuruhusu moduli ndogo sana ya mwangwi iliyo na mipishano ya takribani logaritmia. Athari hupungua kadiri mizani inavyoongezeka, hubaki chini ya mipaka ya sasa, lakini huashiria mwelekeo uleule kwa uthabiti.
• J2 | Mkengeuko usio wa rangi katika mizani mikubwa ya pembe
  Kubadilisha miunganiko kwa vitalu na vijenzi vya njia vitaacha mkengeuko wa joto/awamu usiotegemea marudio katika pembe kubwa zaidi; mwelekeo wake unalingana kwa udhaifu na ramani za mkusanyiko wa miundo ya mizani mikubwa.
• J3 | “Kumbukumbu inayoongoza” ya mapema
  Katika urejeshaji unaounganisha lenzi dhaifu ya graviti, upindani wa kozmia na mwangwi wa akustiki wa barioni (BAO), kurejesha mandhari ya mvutano ya asili iliyo laini zaidi kunapaswa kupunguza mabaki katika vipimo vyote vitatu kwa wakati mmoja kwa kutumia ramani ileile. Baada ya kumbukumbu hii ya kwanza tutaendelea kutumia jina kamili la Kiswahili.
• J4 | Mipaka ya juu iliyo ndogo sana kwa upotoshaji wa wigo
  Ikiwa uhamishaji wa nishati ulikuwa mpole, mionzi ya usuli wa ulimwengu wa mikrowevu inapaswa kubeba upotoshaji wa μ na y usio wa sifuri lakini mdogo sana; misheni nyeti zaidi ya kisiwa cha wigo inaweza kukaza mipaka au kuutambua.

XI. Hitimisho: useme “mwanzo” kwa uwazi

• Hali ya awali: Mtandao mzima ulikuwa katika kiini cha utupu wa takriban chini ya kufungiwa kwa kiwango cha kimataifa—bila chembe, bila saa, bila muda—na bajeti ya mvutano ikiwa kwenye dari.
• Mwako: Usumbufu mwembamba wenye maisha mafupi na mzigo uliokusanywa ulisukuma mfumo kuvuka kizingiti; eneo la mpito lilifungua lango kupitia kuwasha upya kwa mtindo wa pistoni; muda ukawa wa kiutendaji, kikomo cha uenezaji kikasalia juu, usawazishaji wa awamu ukatokea haraka, na mvutano uliowekwa akiba ukafadhili joto la awali.
• Alama: Awamu ya akustiki iliweka mpigo; kutenganika kukawasilisha “negativi” kwa leo; mandhari ya mvutano ikachonga mtandao wa ulimwengu, na historia ikawa ya kufuatilika.
• Kuhusu “kabla”: Katika awamu isiyo na muda, “kabla/baada” haitumiki; hata kama kulikuwa na awamu ya kabla, taarifa zake kwetu kimsingi zimefutwa. Kwa ulimwengu unaoonekana, kila kitu huanza upya lango linapofunguka.

Ulimwengu haukuruka kutoka sifuri; ulivuka kizingiti kutoka kwa kiini cha utupu wa takriban kilichofungwa kwa kiwango cha kimataifa: mvutano ulitoa kikomo, mpito wa awamu ukawasha mpigo, nishati ikajaza joto, na mtandao ukaandika usawazishaji; kuanzia hapo mandhari ya mvutano ikaongoza mageuko hadi kozmia tuionayo leo.