История Вселенной. Рисунок авторов исследования и NASA.

Физики нашли древний топологический дефект пространства-времени

Реликтовое, или космическое микроволновое фоновое излучение - один из основных источников данных о Большом взрыве и ранней истории Вселенной, когда из раскаленной плазмы формировались первые атомы. Специально для анализа реликтового излучения в 2001 году NASA запустило спутник WMAP.

В середине семидесятых ученые предположили, что отделение частиц от плазмы при сверхвысоких энергиях могло приводить к возникновению особого рода дефектов, которые Нил Турок (Neil Turok), один из авторов исследования, описывает как "трехмерный объект, в котором искривлены составляющие его силовые поля". В англоязычной литературе этот дефект часто называют texture (текстура, узор).

Дефект можно сравнить с мутными областями, возникающими при замерзании воды в кристалле льда: кристаллическая решетка не везде идеальна, одной неровности достаточно, чтобы возникло искажение. Турок также предлагает представить себе толпу людей, которым отдан приказ лечь. Большинство людей ляжет одновременно, головой в одну сторону, но кто-то собьется и ляжет головой не туда, кто-то замешкается и останется стоять: в симметричной структуре возникнут дефекты.

Существование дефектов-текстур согласуется с современными теориями, но до сих пор никому не удавалось их обнаружить. Если они существуют, то на их наличие должны указывать перепады температуры реликтового излучения.

В 2004 году анализ данных спутника WMAP показал, что в районе созвездия Эридан находится так называемое "холодное пятно" (cold spot): температура реликтового излучения, приходящего из этой области, заметно ниже, чем можно было ожидать. Этому явлению было предложено несколько объяснений: например, наличие огромного пустого места на пути излучения к Земле.

Исследовательский коллектив испанских и британских ученых под руководством Маркоса Круза (Marcos Cruz) и Нила Турока пришел к выводу, что самым вероятным объяснением для такого большого холодного пятна является именно наличие дефекта-текстуры. Ученые признают, что пока не могут представить окончательного доказательства своей гипотезы, для этого нужны дополнительные проверки.

Если гипотеза подтвердится, она станет серьезным открытием. "С этими данными мы сможем искать космические дефекты, подобные дефектам кристаллов, в ткани Вселенной", - прокомментировала статью астрономов редактор Science Джоанна Бейкер (Joanne Baker). Кроме того, данные могут быть интересны специалистам по физике высоких энергий: образование дефектов происходило при энергиях, которые в земных условиях воспроизвести невозможно.

Ссылки по теме
- Possible Cosmic Defect May Be a Window into the Early Universe - AAAS News Release, 25.10.07
- Crystallizing the Early Cosmos - ScienceNOW, 25.10.07
- A Cosmic Microwave Background Feature Consistent with a Cosmic Texture - Science, 25.10.07
- Во Вселенной нашли огромное пустое место - Lenta.ru, 24.08.2007

Сайты по теме
- Cambridge University
- Instituto de Fisica de Cantabria