Кредитна графіка: RAS
В останні роки астрономи отримали детальні вимірювання космічного мікрохвильового фонового випромінювання - «відлуння» від народження Всесвіту під час Великого вибуху.
Ці результати, схоже, з надзвичайною точністю вказують на те, що в нашому Всесвіті переважають таємничі «холодна темна речовина» та «темна енергія». Але тепер група астрономів Великобританії знайшла докази того, що споконвічні відлуння мікрохвильової піч, можливо, були змінені або «зіпсовані» під час своєї 13-мільярдної подорожі до Землі.
Результати команди університету в Даремському університеті під керівництвом професора Тома Шенкса засновані на новому аналізі даних із супутника Анізотропічного зонда Вілкінсона (WMAP) від NASA.
Команда виявила, що довколишні скупчення галактик лежать в областях неба, де температура СВЧ нижче середньої. Таку поведінку можна було б пояснити, якщо гарячий газ у скупченнях галактик взаємодів із фотонами Великого вибуху, коли вони проходили повз і пошкоджували інформацію, що міститься в цьому відлунні споконвічної вогненної кулі. Російські фізики Р. А. Суняєв та Я. Б. Зельдович передбачив такий ефект на початку 1970-х, незабаром після відкриття космічного мікрохвильового випромінювання.
Цей ефект Суняєва-Зельдовича раніше спостерігався у випадках детальних спостережень за мікрохвильовим фоном поблизу кількох багатих кластерних галактик, а сама команда WMAP повідомила, що бачить ефект у власних даних, близьких до центрів кластерів.
Тепер команда Дарема знайшла докази того, що гарячий газ у кластерах може впливати на мікрохвильові фонові карти в радіусі майже на 1 градус від центрів кластерів галактики, значно більшу площу, ніж раніше виявлено. Це говорить про те, що позиції «скупчень кластерів» або «надкластерів» можуть також збігатися з більш холодними плямами в картині коливань фонового режиму НВЧ.
"Фотони в мікрохвильовому фоновому випромінюванні розсіяні електронами в сусідніх кластерах", - сказав професор Шенкс. "Це спричиняє важливі зміни випромінювання до часу, коли воно до нас потрапляє".
"Якщо кластери галактик, розташовані в декількох мільярдах світлових років від Землі, також мають такий же ефект, то ми повинні подумати, чи потрібно модифікувати наше тлумачення супутникових карт мікрохвильового фонового випромінювання".
Якщо результат Дарема підтвердиться, то наслідки для космології можуть бути дуже вагомими. Підпис темної енергії та темної матерії полягає в детальній структурі пульсацій, виявлених на мікрохвильовому фоні, крихітних коливаннях температур, які були створені в той час, коли радіус Всесвіту був у тисячу разів менший, ніж сьогодні.
Якщо ця споконвічна картина була зіпсована процесами, що відбувалися в недавньому минулому, довго після утворення галактик і галактичних скупчень, то це, в кращому випадку, ускладнить інтерпретацію мікрохвильового відлуння і, в гіршому випадку, почне підривати попередні докази для і темна енергія, і холодна темна матерія.
"Сила цих чудових даних WMAP полягає в тому, що це вказує на те, що інтерпретувати фон" Ехо "може бути менш простим, ніж вважалося раніше", - сказав сер Арнольд Вулфендейл (раніше Astronomer Royal).
Команда WMAP вже повідомила, що їх вимірювання мікрохвильового відлуння Великого вибуху, можливо, було порушено процесом утворення галактик на проміжному етапі історії Всесвіту. Вони представили докази того, що газ, нагрітий первістками, зірками, галактиками та квазарами, можливо, також зіпсував мікрохвильовий сигнал, коли Всесвіт була в 10 або 20 разів меншою, ніж сьогодні. Таким чином, як результати WMAP, так і Дарема говорять про те, що мікрохвильове відлуння Великого вибуху, можливо, довелося пройти набагато більше перешкод на шляху до Землі, ніж раніше вважалося, з можливим викривленням споконвічного сигналу.
"Наші результати можуть врешті-решт підірвати переконання, що у Всесвіті переважає невловима холодна темна речовина і ще більш загадкова темна енергія", - сказав професор Шенкс.
Хоча спостережливі докази для стандартної моделі космології залишаються сильними, вона містить дуже незручні аспекти. Вони виникають спочатку тому, що вона базується на двох фрагментах «нерозкритої фізики» - холодної темної речовини та темної енергії - жодної з яких не було виявлено в лабораторії. Дійсно, впровадження цих двох нових компонентів значно збільшує ускладнення стандартної інфляційної моделі Великого вибуху.
Проблеми темної енергії протікають особливо глибоко: наприклад, спостерігається її щільність настільки мала, що може бути квантово механічно нестабільною. Це також створює проблеми для теорій квантової гравітації, які говорять про те, що ми можемо жити у Всесвіті з 10 або 11 вимірами, всі вони зменшилися, за винятком трьох у просторі та однієї у часі.
Тому багатьом теоретикам подобається шлях втечі від сьогоднішньої стандартної моделі космології, і залишається зрозуміти, наскільки ці спостереження, обговорені групою Дарема, пройдуть у цьому напрямку. Але якщо це правильно, вони припускають, що чутки про те, що ми живемо в "новій ері точної космології", можуть виявитися передчасними!
Оригінальне джерело: RAS News Release
