 Со своей орбиты, на высоте 930 000 км от Земли, космический телескоп Планк провел более четырех лет в наблюдениях старейшего света Вселенной, космического микроволнового фона. Это древнее эхо Большого Взрыва заполняет каждый квадратный сантиметр неба и дает представление о том, как выглядела Вселенная почти 14 миллиардов лет назад, когда ей было всего 380 000 лет.
В феврале 2015 года ученые миссии Планка опубликовали новые карты реликтового излучения, которые поддерживают теорию космической инфляции, утверждающую, что Вселенная прошла этап экстрабыстрого расширения через мгновение после Большого Взрыва. В течение этого короткого временного промежутка пространство расширялось быстрее скорости света, от точки меньше протона до грандиозных размеров, не поддающихся пониманию.
Простейшая модель инфляции требует, чтобы ранняя Вселенная содержала то, что называется скалярным полем. Это поле пронизывает все пространство и несет ответственность за скорость расширения пространства быстрее скорости света. И, как и все квантовые поля, оно (пространство) содержит квантовые флуктуации.
Это те самые крошечные квантовые флуктуации, которые при растяжении (в процессе инфляции), сгенерировали структуры, которые мы видим во Вселенной сегодня - галактики, звезды и планеты. Это простая модель инфляции.
Данные Планка подтверждают общую идею, что Вселенная в первый момент расширялась невообразимо быстро. Однако теория еще далеко не полна и не подробна, она не может полностью объяснить фундаментальные законы, которые вызвали этот процесс.
 Теория инфляции делает ряд общих предсказаний. Например, геометрия Вселенной должна быть очень близка к плоской, и это должно быть отражено в колебаниях, которые мы видим в космическом микроволновом фоне. Еще в 2013 году после обработки данных Планка ученые проверили некоторые аспекты этой модели, сравнивая температуру реликтового излучения разных участков неба. В 2015 году ученые миссии Планк улучшили точность этих измерений, а также измерили поляризацию космического микроволнового фона. Эти измерения могут рассказывать много важного о ткани пространства ранней Вселенной.
Например, в некоторых моделях, построенных на многомерных теориях, таких, как теория струн, "космические струны" могли бы быть произведены в ранней вселенной, и это сгенерировало бы определенный рисунок флуктуаций в микроволновом фоне. Пока, в данных Планка, ученые не нашли никаких доказательств существования космических струн. Все, что они обнаружили, соответствует - с очень высокой точностью - простой инфляционной модели. Правда, дополнительные измерения, предсказанные теорией струн, действительно могут быть скрыты от нас - мы их не видим и не чувствуем. Требуется много дополнительных экспериментов, с энергиями, которых нельзя достичь в лабораторных условиях на Земле, чтобы чуть-чуть приблизиться к ответу о том, какая из эти теорий (струны или инфляция) верна.
О возрасте звезд.
Согласно последним данным Планка первые звезды во Вселенной начали светить около 550 миллионов лет после Большого Взрыва - то есть они моложе, чем считалось, на 100 миллионов лет.
В конце фазы инфляции Вселенная стала очень горячей. По мере расширения она остывала. И когда ее возраст был примерно 400 000 лет, температура стала достаточно низкой для того, чтобы электроны и протоны объединились, образуя нейтральный водород. В то время Вселенная была нейтральной и довольно однородной.
Квазары (яркие компактные области в центрах далеких галактик) начали свое существование, когда  вселенной было около 840 млн лет. Тогда, если Вселенная была заполнена нейтральным водородом, он поглощал бы свет на коротких волнах, и астрофизики не смогли бы увидеть этот свет от квазаров того времени сегодня. А так как он визуально определен, значит Вселенная тогда уже не была нейтральной. Где-то между возрастом 400 000 и 840 000 000 лет, энергия передалась космическому газу. Вопрос в том, откуда взялась эта энергия.
Например, звезды при образовании начали выпускать энергию. Телескоп Хаббл видит некоторые из этих ранних звезд. Но они не смогли бы высвободить количество энергии, достаточное для ионизации водорода к тому времени, когда вселенной было 420 000 000 лет, как было предложено в предыдущих измерениях реликтового излучения. После получения данных Планка, можно заключить, что это произошло чуть позже, когда Вселенной было 560 миллионов лет. Это небольшая по космическим масштабам разница в 140 млн лет приводит наблюдения и расчеты в соответствие.
Планк пытался "увидеть" темную материю.
Теория суперсимметрии предсказывает существование партнера для каждой частицы. Если теория верна, суперсимметричные частицы должны появиться в столкновениях на Большом адронном коллайдере. Но до сих пор не появились. Так что из чего состоит темная материя - неизвестно.
По теории, частицы темной материи должны иногда взаимодействовать с другими частицами и производить вспышку энергии при процессе аннигиляции. Но эти вспышки Планком не наблюдались. Теоретики предполагают, что темная материя может каким-то образом взаимодействовать с темной энергией, веществом, которое пронизывает все пространство и "расталкивает" объекты Вселенной дальше друг от друга. А из данных Планка следует, что темная энергия полностью постоянна и не взаимодействуют с темной материей.
Планк и нейтрино
Данные телескопа Планк также дают представление о нейтрино - крошечных, вездесущих частиц, чья масса до сих пор неизвестна. Предыдущие эксперименты определили границу, насколько "легкими" эти частицы могут быть, а с помощью новых результатов Планка можно будет установить, насколько они могут быть "тяжелыми".
Планк и гравитационные волны
После того, как команда BICEP2 объявила об открытии гравитационных волн, за проверку результата взялся Планк. И выяснил, что космическая пыль тоже поляризует реликтовый свет, поэтому нельзя точно сказать, от чего произошла эта поляризация. Но улучшив точность измерений, можно устранить "шум" от космической пыли и более точно ответить на вопрос, существуют ли гравитационные волны.
Если существование гравитационных волн подтвердится, можно будет установить эмпирическую связь с квантовой гравитацией, что позволит привести в соответствие гравитацию и квантовую механику.
По материалам интервью Kavli Institute с одним из руководителей миссии Планк Джорджем Эфстатиоу (George Efstathiou)
| 
