3.4 Titik sejuk kosmik: cap jari anjakan merah sepanjang laluan yang bersifat evolusi

Laman Utama ／ Bab 3: Alam semesta makroskopik

I. Fenomena dan persoalan

• Satu kawasan “lebih sejuk” di langit:
  Peta Latar Gelombang Mikro Kosmik (CMB) menampakkan segumpal kawasan luas yang suhunya sedikit lebih rendah berbanding sekelilingnya. Bentuknya stabil dan skala saiznya ketara. Ia tidak kelihatan seperti olengan rawak berskala kecil; maka penjelasan sebagai “kebetulan” semata-mata kurang meyakinkan.
• Lebih sejuk sejak sumber, atau berubah di pertengahan jalan?
  Selepas pencemaran latar hadapan ditanggalkan, penurunan suhu itu hampir tidak berubah mengikut jalur frekuensi cerapan. Ini menandakan ia bukan akibat pancaran atau penyerapan setempat. Dua kemungkinan kekal: sama ada sinyalnya memang “dilahirkan lebih sejuk”, atau sesuatu telah mengubahnya sepanjang garis pandang.
• Perkaitan dengan struktur berskala besar:
  Beberapa cerapan bebas membayangkan kewujudan kawasan “kurang tumpat” yang amat luas di arah tersebut sepanjang garis pandang. Jika benar wujud satu isipadu besar bermutu ketumpatan rendah dan ketegangan medan rendah (tensity), syak terhadap “kesan sepanjang laluan” menjadi munasabah. Namun untuk menjelaskan “berapa sejuk, mengapa sejuk, dan setakat mana sejuk”, kita masih perlukan rantai fizik yang jelas.

II. Huraian mekanisme fizik

1. “Pelarasan di pertengahan jalan”, bukannya sumber yang lebih sejuk:
   Dalam Teori Filamen Tenaga (EFT), cahaya ialah gugusan gelombang gangguan yang merambat dalam “lautan tenaga”. Dari alam semesta awal hingga tiba kepada kita, ia menyeberangi banyak struktur. Jika peta ketegangan (tensity) di sepanjang laluan kekal statik ketika foton melaluinya, anjakan frekuensi sewaktu masuk dan keluar saling meniadakan; tiada kesan bersih. Namun jika kawasan itu berubah ketika foton berada di dalamnya, wujud ketidakselarasan masuk–keluar yang meninggalkan anjakan frekuensi bersih tanpa sebarang serakan. Inilah anjakan merah sepanjang laluan yang bersifat evolusi.
2. Rantai sebab-akibat tiga langkah:

• Memasuki isipadu besar berkedudukan ketegangan rendah: kelajuan rambatan berkesan menjadi lebih perlahan, rentak fasa foton memanjang, yakni suhu “tersorong” sedikit ke arah lebih sejuk.
• Ketika foton berlegar di dalam, kawasan terus “memantul pulih”: isipadu ketegangan rendah itu tidak statik; sepanjang evolusi kosmik ia beransur-ansur menjadi lebih cetek.
• Ketika keluar, “pulangan semula” tidak mencukupi: setibanya di sempadan, persekitaran tidak sama seperti ketika masuk; jumlah yang “dipulangkan” sewaktu keluar lebih kecil daripada jumlah yang “ditarik” ketika masuk, lalu tertinggal kecondongan sejuk bersih.
  Hanya jika ketiga-tiga langkah ini dipenuhi, anjakan merah evolusi sepanjang laluan menjadi stabil; jika langkah kedua tiada (kawasan tidak berevolusi), kesan titik sejuk tidak akan timbul.

3. Mengapa perlu isipadu yang “besar dan berubah secara lembut”:
   Anjakan bersih bergantung pada tempoh foton berada di dalam kawasan itu, serta pada kadar dan arah perubahan kawasan dalam tempoh tersebut. Jika isipadu terlalu kecil atau perubahan terlalu sedikit, kesan tidak terkumpul; jika terlalu besar atau berubah terlalu pantas, pinggir kawasan menimbulkan pembatalan yang rumit. Ketampakan titik sejuk menandakan gabungan “cukup besar, perubahan sederhana”.
4. Bukan penggelapan oleh kanta, dan bukan penyejukan oleh serakan:
   Pengantaan graviti terutamanya mengubah laluan dan masa ketibaan, sambil memelihara kecerahan permukaan. Serakan atau penyerapan akan meninggalkan kebergantungan warna dan herotan rupa bentuk. Cap jari titik sejuk ialah penurunan suhu tanpa serakan, yang menunjuk kepada topografi ketegangan yang berevolusi mengikut masa, bukannya pembayangan jirim atau penapisan warna oleh medium.
5. Pembahagian peranan antara kesan struktur lain:
   Dalam satu isipadu sangat kurang tumpat, bias graviti statistik daripada zarah tidak stabil menjadi lemah, membentuk latar ketegangan rendah. Gangguan tak seragam akibat pemusnahan zarah boleh memahat tekstur halus di pinggir dan melicinkan sempadan. Namun itu sekadar “hiasan pinggir”, bukan punca utama. Pendorong utama kekal perubahan kawasan ketika foton melaluinya.
6. Mengapa laluan berbeza memberikan jawapan berbeza:
   Foton daripada zaman yang sama, jika mengelak kawasan kurang tumpat yang sedang berevolusi, hampir tiada anjakan merah evolusi; jika menembusinya, ia memperoleh kecondongan sejuk bersih. Maka latar yang sama tampak bersuhu berbeza mengikut arah, dan “titik sejuk” menandakan laluan yang merentas kawasan yang sedang berubah.

III. Perumpamaan

Eskalator yang mengubah kelajuan: jika kelajuannya kekal, masa anda tiba hanya bergantung pada titik mula dan akhir. Jika di pertengahan jalan eskalator memperlahankan gerak, anda tidak dapat “menebus” masa yang hilang ketika hampir keluar; akhirnya anda tiba lebih lewat. Titik sejuk juga begitu: bukan kerana mana-mana hentian lebih sejuk sejak asal, tetapi kerana “pertukaran kelajuan di tengah jalan” memanjangkan rentak fasa.

IV. Perbandingan dengan teori lazim

• Titik persamaan—ini ialah kesan sepanjang laluan:
  Kosmologi piawai menanggapnya sebagai perubahan suhu akibat evolusi masa potensi graviti di sepanjang laluan. Di sini kita mengungkapkannya sebagai penyusunan semula topografi ketegangan ketika transit, tetap menekankan komponen sepanjang laluan tanpa serakan, bukannya sumber yang lebih sejuk.
• Perbezaan—bahasa dan tumpuan:
  Huraian lazim menitikberatkan geometri dan perhitungan potensi; huraian ini menekankan dinamika medium dan ketegangan: ketaksimetriaan masuk–berlengah–keluar yang menukar “evolusi” menjadi penurunan suhu bersih. Kedua-dua pandangan tidak bercanggah pada kuantiti boleh cerap; ia hanya dua sisi bagi syiling yang sama.
• Pertautan dengan gambaran yang lebih luas:
  Logik “pelarasan di pertengahan jalan” yang sama muncul dalam lengahan masa pada pengantaan graviti kuat dan pelarasan halus frekuensi. Pada laluan tanpa evolusi, ia hanya mengubah masa ketibaan, bukan aras suhu asas. Maka titik sejuk ialah cap jari paling ketara bagi anjakan merah evolusi sepanjang laluan pada helaian langit menyeluruh.

V. Kesimpulan

Titik sejuk kosmik bukanlah “lebih sejuk sejak lahir”. Ia terhasil kerana sinyal CMB menyeberangi satu isipadu besar berkedudukan ketegangan rendah yang sedang berevolusi: tarikan ke bawah ketika masuk tidak dipulangkan sepenuhnya ketika keluar, lalu tertinggal kecondongan sejuk bersih tanpa serakan. Untuk cap yang seterang ini muncul, tiga syarat mesti hadir serentak: laluan merentas isipadu yang cukup besar, foton berlegar cukup lama di dalamnya, dan isipadu itu benar-benar berubah dalam tempoh tersebut. Diletakkan dalam rantai fizik yang jelas ini, titik sejuk bukan lagi “kebetulan aneh”, tetapi meterai yang menonjol bagi anjakan merah evolusi sepanjang laluan pada peta langit sejagat.