Астрофизики в недоумении: у Вселенной, похоже, есть выделенная ось

Низкочастотные флуктуации микроволнового фона выстроены вдоль загадочной оси Вселенной (изображение с сайта prl.aps.org)
Низкочастотные флуктуации микроволнового фона выстроены вдоль загадочной оси Вселенной (изображение с сайта prl.aps.org)

Новый подробный анализ космического микроволнового излучения усилил подозрение, что в нашей Вселенной есть некоторая выделенная ось. Если это открытие подтвердится, то оно поставит крест на предположении об изотропности Вселенной.

Современная космологическая модель, т. е. картина эволюции Вселенной в целом, базируется на небольшом числе постулатов, подкрепленных, разумеется, огромным массивом наблюдательных и экспериментальных данных. Среди них — предположения о том, что свойства Вселенной не зависят от того, в каком направлении мы смотрим. В физике это называется предположением об изотропности Вселенной. (Популярное введение в космологию см. на сайте Космология.)

Наиболее серьезно эту гипотезу можно проверить с помощью реликтового микроволнового излучения. Космическое фоновое (или реликтовое) микроволновое излучение — газ фотонов с температурой примерно 2,7 К — пронизывает всю Вселенную и несет в себе «отпечаток» ее структуры в младенчестве. Мощность (и температура) излучения, пришедшего с разных сторон Вселенной, поразительно одинакова: различия составляют лишь тысячные доли процента!

Данные, полученные на старых спутниках, не давали повода сомневаться в адекватности предположения об изотропии Вселенной. Однако когда в 2003 году были опубликованы детальные карты фонового микроволнового излучения, полученные спутником нового поколения WMAP, многие исследователи усмотрели в них проявление самых необычных свойств нашей Вселенной. (Подробности про эксперимент WMAP и его последствия для астрофизики читайте в статьях Что измерил WMAP?)

Пожалуй, наиболее захватывающим было предположение о том, что наша Вселенная имеет сложную топологию: например, геометрию футбольного мяча или даже дудки. Однако данные в пользу этой гипотезы пока слишком слабы. Другим, более серьезным эффектом явились намеки на существование во Вселенной некоторой выделенной оси, вокруг которой предпочитают выстраиваться флуктуации микроволнового излучения. Подозрения в том, что это не вписывается в стандартную картину, звучали неоднократно на протяжении последних двух лет. Стало ясно, что для получения однозначного ответа необходимо провести тщательный анализ всех известных погрешностей, неоднозначностей, случайных шумов.

Результаты такого анализа были опубликованы на днях в статье британских ученых K. Lane, J. Magueijo, Physical Review Letters, 95, 071301 (11 August 2005) (статья доступна также как astro-ph/0502237). Они исследовали различные версии карт фонового излучения, полученных WMAP (различие заключалось в методах обработки «сырых» данных и очистки от шумов), а также использовали различные методики разложения карт на сферические гармоники — функции, показывающие силу угловых флуктуаций различного периода.

После такого детального исследования выяснилось, что подтверждается лишь часть первоначальных подозрений, но зато как подтверждается! Было найдено, что сферические гармоники, отвечающие количеству колебаний 2, 3, 4 и 5, которые должны быть совершенно нескоррелированы, на самом деле выстроены вдоль одного направления. Более того, некоторые гармоники имели очень сильную корреляцию в фазе. При абсолютно случайном моделировании только в одном случае из 20 тысяч попыток получалось нечто похожее! Поэтому возникает ощущение, что во Вселенной действительно есть некоторая особенная ось, вокруг которой разворачиваются низкочастотные колебания.

Для большей надежности ученые применили ту же самую обработку к 110 «смоделированным» картам. Эти карты генерировались компьютером в предположении, что Вселенная изотропна, однако учитывали все погрешности эксперимента и прочие шумы. Вывод однозначен: ни в одном из 110 случаев не было и намека на столь сильно выделенное направление!

Этот результат, несомненно, является тревожным звоночком для общепринятой космологической теории. Нельзя сказать, что теоретическая физика совсем уж в растерянности — сейчас уже разработаны модели устройства Вселенной с самыми разнообразными экзотическими свойствами. Однако если выделенная ось Вселенной подтвердится будущими экспериментами (например, спутником Planck, который должен быть запущен в 2007 году), учебники, безусловно, придется переписывать.

Игорь Иванов


5
Показать комментарии (5)
Свернуть комментарии (5)

  • Rex  | 03.06.2008 | 19:28 Ответить
    Прямых доказательств того, что наш физический метагалактический мир геометрически и физически не выделен из иных миров вселенной у нас нет и никогда не будет.

    А если он всё же так выделен, то стало быть имеет некий физический и геометрический центр. Со всеми вытекающими из этого последствиями...
    Ответить
    • feb7 > Rex | 05.10.2009 | 10:05 Ответить
      Вы так уверенно заявляете об отсутствии доказательств изотропии Вселенной, как будто сами Вселенную создали, и можете предъявить сертификат.

      Предположив, что налицо артефакт экспримента, мы получаем совсем другие выводы. Со всеми вытекающими из этого последствиями...
      Ответить
  • М1963  | 11.09.2009 | 10:22 Ответить
    А как вам такая гипотеза - наряду с множественностью звёзд, планет, галактик, миров и т.п. существует и множественность Вселенных (одна из которых наша), которые живут, развиваются и умирают по тем же самым законам.
    Т.е. рождаются, расширяются, ускоряются, замедляются, сжимаются и взрываются - порождая при этом множественность новых Вселенных, галактик, звёзд и пр. (принцип 'Белого карлика' и 'Красного гиганта' и др.).
    Таким образом, подтверждается основной принцип материализма - ничто не возникает из ниоткуда (из ничего) и не исчезает в никуда (в ничто), по крайней мере, становиться понятным, откуда все-таки взялся 'Большой взрыв'.
    И вот вся эта множественность Вселенных находится в 'Великом нечто', которое также живёт в соответствии с единым законом мироздания - где большое порождает Малое, а Малое порождает Большое бесчисленное количество раз, переходя из одной ипостаси в другую, рождаясь и умирая, но, не исчезая при этом до конца, ни куда и, ни когда.
    Боле того в этом космическом 'коктейле' бесконечно создаются (рождаются) всё новые и новые формы (виды), которым нет ни предела ни числа.
    10.09.09.
    Ответить
  • Шнауцер  | 09.03.2015 | 14:22 Ответить
    Предлагаю свою гипотезу. Надеюсь она расставит всё по местам.ВЕСТНИК НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ 2014. № 2
    http://scienceproblems.ru/images/PDF/%D0%92%D0%B5%D1%81%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA%202.pdf
    Знакомясь с современными моделями вселенной, напрашивается аналогия с представлениями древних людей об окружающем мире и вселенной. За горизонтом своих знаний, мир для них был недоступен и, соответственно, делались фантастические выводы, которые при современном знании законов физики и понимании устройства вселенной, кажутся наивными и нелепыми. Являясь продолжением теории относительности Эйнштейна, который ввёл в свои уравнения четвёртое измерение – время, в среде теоретиков доминирует теория, которая утверждает образование вселенной 13-15 миллиардов лет назад, в результате взрыва. Доказательством расширения вселенной по этой теории, принимается смещение спектра электромагнитного излучения от далёких источников вселенной.
    Если принять гипотезу о расширяющейся вселенной, возникает ряд вопросов:
    - Что такое миллиард лет в масштабах бесконечной вселенной? Это ничтожная величина, это тоже, что для нас бесконечно малая доля секунды.
    - Что было до взрыва?
    - В каком состоянии находилось вещество вселенной? Современные теоретики проявляют изощрённую фантазию, пытаясь правдоподобно, в соответствии с современным представлением о веществе, представить состояние вселенной до взрыва.
    - Где до взрыва находился вакуум, неотъемлемая материальная субстанция вселенной?
    - Что там, куда расширяется вселенная вместе с неотъемлемой своей частью - вакуумом? Если вселенная расширяется, значит, есть куда расширяться. Значит ещё есть пространство, особое, без вакуумное (без материальное, абсолютная пустота).
    Теоретические выводы не должны расходиться с существующими здравыми представлениями, основанными на достоверно установленных законах классической физики, которые едины для всей вселенной. Одним из основополагающих законов является закон Всемирного тяготения, подтвержденный трёхсот летними наблюдениями явлений в окружающем нас мире и вселенной.
    Ответить
  • ASY-Lviv  | 21.04.2016 | 22:32 Ответить
    ASY-Lviv
    Способные думать принимают разумность Вселенского разума. Управляемость, гравитационного типа на расстояниях сотни миллиардов
    световых лет доказана в работе "Квантовая кинематика космоса".
    Эпилепсия во взглядах порождает Большие взрывные технологии всеобщего хаоса из запредельной сингулярности кривизны чего-то там в носу.
    Вселенная, как единое целое, обязана иметь ось симметрии, которая уравновешивает силовое противостояние направленными (инверсными) импульсами гравитационной стабилизации и подпитки вещества энергией.
    21 век доказал, что массы тел не являются источником гравитационных сил притяжения, а тем более и одновременно не обладают силами отталкивания (см. работу "Основы амерной астрофизики"). Ньютон глубоко не прав!
    Ответить
Написать комментарий

Другие новости


Элементы

© 2005-2017 «Элементы»