วงแหวนของอะตอมเย็นจัดที่ขยายตัวอย่างรวดเร็วเลียนแบบ บาคาร่า ฟิสิกส์หลังบิ๊กแบงจักรวาล DIY เลียนแบบฟิสิกส์ของจักรวาลทารก ทีมนักฟิสิกส์รายงาน นักวิจัยหวังว่าจะใช้แอนะล็อกคอสมิกแบบโฮมเมดเพื่อช่วยอธิบายช่วงเวลาแรกของชีวิต 13.8 พันล้านปีของจักรวาล
นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างคอนเดนเสทของ Bose-Einstein ซึ่งเป็นสถานะของสสารที่อะตอมจะถูกทำให้เย็นลงจนกว่าพวกมันทั้งหมดจะเข้าสู่สถานะควอนตัมเดียวกัน คอนเดนเสทมีรูปร่างเป็นวงแหวนเล็กๆ ที่ขยายตัวอย่างรวดเร็ว โดยขยายจากเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 23 ไมโครเมตร เป็นสี่เท่าของขนาดในเวลาเพียง 15 มิลลิวินาที พฤติกรรมของคอนเดนเสทที่ขยายออกไปนั้นได้สร้างฟิสิกส์ของอัตราเงินเฟ้อขึ้นใหม่ ช่วงเวลาสั้น ๆ หลังจากเกิดบิ๊กแบงในระหว่างที่จักรวาลขยายขนาดอย่างรวดเร็ว ( SN Online: 12/11/13 ) ก่อนที่จะตกลงสู่อัตราการขยายตัวในระดับปานกลาง .
ในวิชาฟิสิกส์ ระบบที่ดูเหมือนไม่เกี่ยวข้องกันอาจมีความคล้ายคลึงกันภายใต้ประทุน
นักวิทยาศาสตร์เคยใช้คอนเดนเสทของ Bose-Einstein เพื่อจำลองความลึกลับอื่นๆ ของจักรวาล เช่น หลุมดำ ( SN: 11/15/14, p. 14 ) และการเปรียบเทียบระหว่างคอนเดนเสทของโบส-ไอน์สไตน์กับอัตราเงินเฟ้อนั้นเหมาะสมอย่างยิ่ง: สารสมมุติฐานที่เรียกว่าสนามอินฟลาตันนั้นคิดว่าจะขับเคลื่อนการขยายตัวสุดขั้วของเอกภพ และอนุภาคที่เกี่ยวข้องกับสนามนั้นหรือที่เรียกว่าอินฟลาตัน ล้วนอยู่ในสถานะควอนตัมเดียวกัน เพียง เช่นเดียวกับอะตอมในคอนเดนเสท
นักวิทยาศาสตร์ยังคงไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าอัตราเงินเฟ้อก้าวหน้าไปอย่างไร “จึงเป็นเรื่องยากที่จะรู้ว่าระบบของเราใกล้เคียงกับสิ่งที่เกิดขึ้นจริงแค่ไหน” Gretchen Campbell นักฟิสิกส์ทดลองจากสถาบัน Joint Quantum Institute ในคอลเลจพาร์ค รัฐแมริแลนด์ กล่าว “แต่ความหวังก็คือว่า ระบบของเราสามารถเป็นแบบทดสอบที่ดีได้” เพื่อศึกษาทฤษฎีต่างๆ แล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้พบผลกระทบหลายอย่างในระบบของพวกเขาที่คล้ายคลึงกับที่คาดการณ์ไว้ในจักรวาลของทารกทีมรายงานในวันที่ 19 เมษายนในPhysical Review X
เมื่อนักวิทยาศาสตร์ขยายวงแหวน คลื่นเสียงที่เดินทางผ่านคอนเดนเสทก็เพิ่มความยาวคลื่น การเปลี่ยนแปลงดังกล่าวคล้ายกับวิธีที่แสงเปลี่ยนเป็นสีแดง ซึ่งขยายออกไปเป็นความยาวคลื่นที่ยาวกว่าและสีแดงมากขึ้น เมื่อจักรวาลขยายใหญ่ขึ้น
ในทำนองเดียวกัน แคมป์เบลล์และเพื่อนร่วมงานได้เห็นปรากฏการณ์ที่คล้ายกับสิ่งที่เรียกว่าการเสียดสีของฮับเบิล ซึ่งแสดงให้เห็นเป็นการลดความหนาแน่นของอนุภาคในเอกภพยุคแรกๆ ในการทดลอง เอฟเฟกต์นี้ปรากฏขึ้นโดยพรางความแรงของคลื่นเสียงในคอนเดนเสทที่อ่อนลง
และตอนจบของอัตราเงินเฟ้อ
ซึ่งเป็นเอฟเฟกต์ที่เรียกว่าการอุ่นล่วงหน้าซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสิ้นสุดระยะเวลาการขยายตัวอย่างรวดเร็ว ก็มีลักษณะคล้ายกันในจักรวาลจำลอง ในภาพจักรวาล การอุ่นล่วงหน้าเกิดขึ้นเมื่อ inflons เปลี่ยนเป็นอนุภาคประเภทอื่น ในคอนเดนเสท สิ่งนี้ปรากฏขึ้นเมื่อคลื่นเสียงเปลี่ยนจากประเภทหนึ่งไปเป็นอีกประเภทหนึ่ง นั่นคือ คลื่นที่ซัดเข้าด้านในและออกด้านนอกจะแตกออกเป็นคลื่นที่หมุนรอบวงแหวน
อย่างไรก็ตาม คอนเดนเสทไม่ใช่สิ่งที่คล้ายคลึงกันของจักรวาลจริงอย่างสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในขณะที่จักรวาลของเรามีสามมิติเชิงพื้นที่ วงแหวนขยายกลับไม่มี นอกจากนี้ ในจักรวาลจริง อัตราเงินเฟ้อดำเนินไปเอง แต่ในการทดลองนี้ นักวิจัยบังคับให้วงแหวนขยายออก ในทำนองเดียวกัน เอฟเฟกต์แต่ละอย่างที่สังเกตได้กับเอฟเฟกต์ของจักรวาลก็มีความแตกต่างกันเล็กน้อย
แม้จะมีความแตกต่างกัน แต่จักรวาลอะนาล็อกก็มีประโยชน์ มุสตาฟา อามิน นักจักรวาลวิทยาเชิงทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยไรซ์ในฮูสตันกล่าว “ใครจะรู้?” เขาพูดว่า. “ปรากฏการณ์ใหม่อาจเกิดขึ้นที่นั่นซึ่งเราไม่เคยนึกถึงมาก่อนในเอกภพยุคแรก”
บางครั้ง เมื่อการวิจัยข้ามผ่านระหว่างระบบที่แตกต่างกันมาก เช่น การควบแน่นของ Bose-Einstein และเอกภพยุคแรก “ประกายไฟสามารถบินได้” Amin กล่าว
ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด ET จะไม่สามารถป้องกันจุดจบได้ตลอดไป ในที่สุด ในเวลาประมาณ 100 ล้านล้านปี ดวงดาวจะหยุดส่องแสงโดยสิ้นเชิง การรวบรวมดาวจะเป็นหนทางหนึ่งที่จะบรรลุผลได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ Mack กล่าวว่า “ก่อนที่ดาวทุกดวงจะดับสูญไปและจักรวาลจะหนาวเย็น มืดมิด และว่างเปล่า”
จนถึงขณะนี้ ยังไม่พบอนุภาคดังกล่าวแม้ว่าจะมีความหวังสูงในการตรวจจับ ( SN: 10/1/16, p. 12 ) นักฟิสิกส์บางคนเริ่มถามว่าสมมาตรยิ่งยวดถูกต้องหรือไม่ บางทีความสมมาตรสามารถพานักฟิสิกส์ไปได้เท่านั้น
แนวความคิดนั้นทำให้นักฟิสิกส์บางคนดูเซื่องซึมเล็กน้อย: “ถ้านั่นไม่ใช่คติประจำใจของคุณตลอดเวลา — ความสมมาตรที่มากขึ้นจะดีกว่า — แล้วคติประจำใจของคุณคืออะไร” ถามนักฟิสิกส์คณิตศาสตร์ John Baez จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ริเวอร์ไซด์ บาคาร่า
