Физики объяснили анизотропию Вселенной

Температура реликтового излучения в проекции на небо
Температура реликтового излучения в проекции на небо

Британский физик из университета Эдинбурга Эндрю Лид вместе со своей португальской коллегой из университета Лиссабона Мариной Кортес представили теорию, объясняющую неоднородность реликтового излучения. Краткое изложение их концепции приводит Nature News, а полный текст работы опубликован в Physical Review Letters.

В своей работе исследователи прежде всего подтвердили, что обнаруженные телескопом «Планк» неоднородности реликтового излучения нельзя объяснить в рамках теории, согласно которой Вселенная в первые моменты своей жизни расширялась однородно, испытывая лишь небольшие отклонения от этого однородного расширения. Против такого равномерного, хотя и очень быстрого расширения говорит то, что на «восточной» половине неба температура реликтового излучения сейчас варьируется сильнее, чем на «западной»: стороны света взяты в кавычки, так как речь идет о галактической, а не привязанной к Земле системе координат.

По мнению авторов исследования, неоднородный реликтовый фон отражает вмешательство в самую раннюю стадию расширения Вселенной, в инфляцию, некоторого дополнительного поля, искривляющего пространство-время. Стадией инфляции (отметим, что она присутствует не во всех космологических теориях) астрофизики называют период очень быстрого расширения Вселенной тогда, когда составных частиц вроде протонов или нейтронов еще не было, а вещество было представлено в виде кварк-глюонной плазмы. На этом этапе, согласно стандартной инфляционной теории, активно проявляло себя некое инфляционное поле, которое и обеспечило быстрое расширение Вселенной, а затем отдало свою энергию обычным частицам и сошло на нет. Ученые, представившие новую работу, замечают то, что само по себе инфляционное поле не могло бы обеспечить наблюдаемой вспышки (реликтовый фон это в буквальном смысле вспышка излучения, образовавшегося при рождении Вселенной), поэтому они предлагают обратиться к дополнительному полю, придавшему пространству-времени Вселенной на стадии инфляции отрицательную кривизну.

Понятие отрицательной кривизны в двумерном случае означает то, что произвольный треугольник, охватывающий значительную часть Вселенной, будет иметь сумму углов меньше 180 градусов. Это геометрическое определение, которое применимо к любой поверхности или, в общем случае, к любому пространству: поверхностью отрицательной кривизны является, к примеру, псевдосфера. Физикам-теоретикам удалось показать, что добавление такого «отрицательно искривляющего» поля приведет к возникновению реликтового излучения, схожего с реально наблюдаемым.

По мнению незадействованного в новой работе физика-теоретика, Андрианны Эрикек из университета Северной Каролины в США, Лид и Кортес удалось объяснить наблюдаемую асимметрию Вселенной из «первых принципов», то есть только на основе действовавших на стадии инфляции полей. В 2008 году Эрикек вместе с коллегами предложила схожую модель, но в ней не фигурировала отрицательная кривизна пространства-времени на стадии инфляции. Это отличие очень важно, так как отрицательная кривизна должна была сохраниться до наших дней и ее, возможно, удастся подтвердить астрономическими наблюдениями.

Расширение Вселенной было открыто в 1920-х годах. Сначала его на основе общей теории относительности предсказал Александр Фридман, а потом это явление подтвердилось при анализе расстояний до других галактик: значительную часть наблюдений провел американский астроном Эдвин Хаббл, именем которого названа постоянная Хаббла. Постоянная Хаббла равна примерно 70 километрам в секунду на мегапарсек и это означает то, что при удалении на один мегапарсек (3,26 миллиона световых лет) скорость движения объекта от нас за счет расширения Вселенной возрастает на 70 километров в секунду.

Обсудить
Наука и техника00:03Сегодня
Проект наземной мобильной версии электромагнитной пушки

И так сойдет

Америка прекратила разработку сдерживающего Россию оружия
Наука и техника00:0117 ноября

Пробила дно

Планета-пришелец расколола Землю и сдвинула континенты
«Этим проклятым американцам мы еще покажем!»
Афганцы полюбили русских и возненавидели США
Реджеп Тайип ЭрдоганВ спину не больно
Россия забыла обиды и взахлеб дружит с Турцией
Кровавый конвейер
На Гаити круглый год режут и свежуют скот
Кровавая ривьера
Франция отстреливает врагов по всему миру, пока никто не видит
Югославская кровь
Кто стрелял, резал и сеял смерть во время страшной войны на Балканах
Проект наземной мобильной версии электромагнитной пушкиИ так сойдет
Америка прекратила разработку сдерживающего Россию оружия
Пробила дно
Планета-пришелец расколола Землю и сдвинула континенты
Гены решают
Почему мужчины рождаются геями
Бузовой не снилось
Участники американского «Дома-2» заработали миллионы на сексе и чистке туалетов
Уличная магия
Иногда все самое необычное происходит прямо у вас под носом
Бесконечное умиление
У них кривые челюсти и не хватает лап, но это не мешает им быть звездами сети
Тест лучшей BMW M5
Знакомимся с первой полноприводной «эмкой» на серпантинах Португалии
Невероятные стартапы, которые изменят жизнь водителей
Автомат по продаже машин, встроенный алкотестер и так далее
Самые необычные фары в истории
Головная оптика, от которой можно офонареть
«Кроссоверы», которые мы заслужили
Смертельная битва Lada Vesta SW Cross, Kia Rio X-Line и Renault Sandero Stepway
«Надо сразу прощаться, ведь жизнь проходит»
Квартирный вопрос довел пенсионеров до развода
Вы сняли, вас сняли
Мир охватила эпидемия секс-скандалов из-за арендованных квартир
Панельная романтика
Помните ли вы здания из лучших советских фильмов: тест
Нихао себе
Хибара из китайской глубинки стала лучшим зданием 2017 года