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 техника
 — 
00:02 25 марта 2017
«Это было волшебно!»

Дефект массы

Как продолжение культовой серии Mass Effect стало одной из худших игр в истории
FILE - In this Saturday, June 4, 2011 file photo made by Associated Press photographer Anja Niedringhaus, injured U.S.Marine Cpl. Burness Britt reacts after being lifted onto a medevac helicopter from the U.S. Army's Task Force Lift "Dust Off," Charlie Company 1-214 Aviation Regiment. Location:
Sangin, AfghanistanПадение Сангинграда
Десятилетнее сражение за столицу наркоторговли завершилось победой «Талибана»
Participants attend a gay pride parade in central Istanbul June 30, 2013. Tens of thousands of anti-government protesters teamed up with a planned gay pride march in Istanbul. Crowds were stopped by riot police from entering Taksim, the centre of previous protests, but the atmosphere appeared peacefulОпасное интернет-проникновение
Грозит ли подъем геев-мусульман исламскому миру
Demonstrators take part in a protest aimed at showing London's solidarity with the European Union following the recent EU referendum, inTrafalgar Square, central London, Britain June 28, 2016. REUTERS/Dylan Martinez TPX IMAGES OF THE DAYСпасет ли уход Меркель Европу?
Свое 60-летие Европейский союз встречает в состоянии экзистенциального кризиса


Из ЕС в сексуальное рабство
Что вынуждает румынок отправляться на Сицилию, где их ждет неволя
Displaced people from the minority Yazidi sect, fleeing violence from forces loyal to the Islamic State in Sinjar town, walk towards the Syrian border, on the outskirts of Sinjar mountain, near the Syrian border town of Elierbeh of Al-Hasakah Governorate August 11, 2014. Islamic State militants have killed at least 500 members of Iraq's Yazidi ethnic minority during their offensive in the north, Iraq's human rights minister told Reuters on Sunday. The Islamic State, which has declared a caliphate in parts of Iraq and Syria, has prompted tens of thousands of Yazidis and Christians to flee for their lives during their push to within a 30-minute drive of the Kurdish regional capital Arbil. Picture taken August 11, 2014. REUTERS/Rodi Said (IRAQ - Tags: POLITICS CIVIL UNREST TPX IMAGES OF THE DAY) FOR BEST QUALITY IMAGE ALSO SEE: GM1EA8M1B4V01Дважды отверженные
Почему от женщин, вырвавшихся из плена боевиков, отворачивается общество
Замороженная стволовая клетка человека Внутренние бомбы
Как клеточный суицид помогает против рака и старости
«Это было волшебно!»Дефект массы
Как продолжение культовой серии Mass Effect стало одной из худших игр в истории
Man and woman eating from a pot and a pail on a street corner, 1940-1944Разборки в гетто
Страх, ужас и безысходность на снимках лодзинского фотографа
Они из будущего
Объясняем, почему «Мерседесы» выглядят так, как выглядят, и какими они станут
Тает лед
Как Ferrari и Феттель воскресили интригу в Формуле-1
Ты узнаешь его из тысячи
Легендарные цвета автомобилей, увековеченные историей
Квартиры на колесах
Интерьеры грузовиков, в которых можно жить
Талант расправил плечи
Лучшие архитектурные проекты 2017 года: от города в пустыне до термальных ванн
Адская машина
Ученые и урбанисты придумали, что делать с заполонившими города автомобилями
«Если у тебя нет любовника, квартире взяться неоткуда»
Исповедь россиянки, ставшей ипотечницей в 20 лет
Тариф «Хватит»
За услуги ЖКХ можно платить в разы меньше