 Космологи из университета Эдинбурга — Эндрю Лиддл и Марина Кортес - выдвинули новую теорию о конфигурации Вселенной. Изучив карту реликтового излучения, которое осталось в космосе после Большого взрыва, они обнаружили в ней аномалии, указывающие на то, что Вселенная не плоская, как считалось ранее, а вероятно, имеет форму седла.
Согласно теории Большого Взрыва, ранняя Вселенная представляла собой горячую плазму, состоящую из электронов, барионов и постоянно излучающихся, поглощающихся и вновь переизлучающихся фотонов. Фотоны постоянно взаимодействовали с остальными частицами плазмы, сталкиваясь с ними и обмениваясь энергией. Таким образом, излучение находилось в состоянии теплового равновесия с веществом, а его спектр соответствовал спектру абсолютно чёрного тела.
По мере расширения Вселенной, космологическое красное смещение вызывало остывание плазмы, и на определённом этапе замедлившиеся электроны получили возможность соединяться с замедлившимися протонами (ядрами водорода) и альфа-частицами (ядрами гелия), образуя атомы. Это случилось при температуре плазмы около 3000 К и примерном возрасте Вселенной 400 000 лет. Свободного пространства между частицами стало больше, заряженных частиц стало меньше, фотоны перестали так часто рассеиваться и теперь могли свободно перемещаться в пространстве, практически не взаимодействуя с веществом. Реликтовое излучение и составляют те фотоны, которые были в то время излучены плазмой в сторону будущего расположения Земли, и до сих пор достигают Землю через пространство вселенной. В результате дальнейшего расширения Вселенной, эффективная температура этого излучения снизилась почти до абсолютного нуля, и сейчас составляет всего 2,725 К.
Исследователи заговорили о том, что Вселенная может быть асимметрична, в 2004 году, когда были получены первые данные космического аппарата NASA WMAP, изучавшего реликтовое космическое излучение.
Для исключения системных ошибок в расчетах в мае 2009 года Европейское космическое агентство запустило космический аппарат Planck, который сделал снимки в более высоком разрешении. Анализ снимков "Планка" подтвердил наличие аномалий.
Обычная инфляционная модель гласит, что Вселенная является плоской, а расширение происходит из-за воздействия так называемого квантового инфлятонного поля, которое выполняет две функции. Во-первых, оно вызывает гиперрасширение, а во-вторых, генерирует микроскопические флуктуации плотности вещества, которые провоцируют формирование протогалактик
Но эта модель не объясняет наблюдаемой ассимметрии Вселенной. По словам Лиддла, если аномалии на карте космического микроволнового излучения не являются статистической случайностью, то это полностью меняет наши представления о конфигурации Вселенной.
Эндрю Лиддл и Марина Кортес рассматривают инфляционную модель под новым углом. Они предполагают наличие и другого квантового поля, помимо инфлятонного, которое ответственно за искривление Вселенной. Действием этого поля можно объяснить флуктуации плотности вещества на ранних этапах существования Вселенной. Согласно выводам Лиддла и Кортес, инфлятонное поле отвечает лишь за гиперрасширение.
Инфлятон — гипотетическая элементарная частица, являющаяся квантом инфлятонного поля, которое, согласно инфляционной теории, ответственно за быстрое расширение Вселенной в период 10−35÷10−34 секунд после Большого взрыва. Согласно одной из гипотез, инфлятонами могут являться бозоны Хиггса.
Гипотеза, предложенная Кортес и Лиддлом, гласит, что асимметрия космического микроволнового фона определяется отсутствием однородности вещества в очень крупных масштабах, что в свою очередь объясняется действием искривляющего поля.
Большинство наблюдений всё же указывают на то, что Вселенная плоская. Аномалии космического микроволнового фона достаточно малы, чтобы вписаться в погрешности классической инфляционной модели. Дальнейшие наблюдения покажут, какая из версий верна.
|
