Последние наблюдения, которые проводились обсерваторией Planck, подтверждают факт того, что необходимо пересмотреть примитивную модель рождения нашей Вселенной.

Космической обсерваторией Planck в марте 2013 года были сделаны 50-мегапиксельные снимки самого старого явления во Вселенной - реликтового излучения. Снимки сразу стали изучать, потому что реликтовое излучение – это начало Вселенной. На панорамных снимках была запечатлена асимметрия нашей Вселенной.

Существует теория, которая предполагает существование множества вселенных, таких, как наша. Они напоминают пузыри, которые находятся в среде абсолютного вакуума. Доказательством того, что существуют еще вселенные, стали бы факты столкновения нашей с другой. На снимках четко видно, что в нашей Вселенной присутствует асимметрия, одна отличается более активными тепловыми флуктуациями.

Мэтью Клебанадъюнкт, профессор физики, который работает в Университете Нью-Йорка, предполагает, что асимметрия могла стать следствием столкновения нашей Вселенной с другой. Также асимметрия может объясняться и другими теориями. Однако, явление обнаружили и пока не объяснили. Асимметрию можно рассматривать, как факт ключевых событий, которые произошли во время начала существования нашей Вселенной.

Асимметрия

Асимметрия проявляется в реликтовом излучении - космическом микроволновом фоне. Это излучение осталось еще со времен, как Вселенная стала пропускать электромагнитное излучение, что по времени соответствует 380 000 лет после того, как произошел Большой взрыв. Туман, состоящий из заряженных частиц, остыл, а частицы превратились в нейтральные атомы. Именно в тот момент возник свет, для него исчезли препятствия.

Обсерватория Planck, относящаяся к Европейскому космическому агентству, произвела панорамную съемку первого света, этот свет идет во всех направлениях. У электромагнитного излучения рекордная температура, которая была во Вселенной более чем 13 миллиардов лет назад. Разница в температурных флуктуациях – ключевая загадка, которую предстоит разгадать человечеству.

Реликтовое излучение свидетельствует о том, что температура Вселенной, когда она существовала «всего» 380 000 лет, была почти однородной на всем ее протяжении. В ней присутствовали и «горячие», и «холодные» пятна, но ученые считают, что это были зачатки пустот и галактик. Все отличия можно объяснить случайной пульсацией энергии или квантовыми флуктуациями.

Пульсации усилились в момент зарождения нашей Вселенной, возникло явление разрастания или раздувания, которое называют инфляцией. Космологам предстоит изучать инфляцию, чтобы понять, как произошло зарождение Вселенной.

Игрушечная модель

На данный момент пока не существует проверенной теории, которая раскрыла бы суть физических процессов, которые происходят в малом масштабе и при сверхвысокой температуре. Такие процессы были в новорожденной Вселенной. Ученые пока используют модель рождения Вселенной.

Инфляционное поле проникло во все уголки пространства, а затем приняло неустойчивое состояние через 10-36 секунд после того, как произошел большой взрыв. Пространство расширилось в 1078 раз, а спустя 10-30 секундинфляционное поле стало стабильным. Если отталкиваться от данной модели, то космос должен был расширяться равномерно и образовывать собой однородную структуру, в которой более или менее равномерно распределялись горячие и холодные пятна.

Именно такая картина должна была наблюдаться на снимках, но наблюдения показали обратное. Поучилось, что Вселенную условно можно разделить на две части.

Как это понимать?

«Тревожным звонком» для существующей модели Вселенной стали открытия, сделанные при помощи зонда WMAP в 2007 году. Тогда стало известно, что что колебания температуры в одной половине Вселенной более значительные, чем в другой. Ученые думали, что произошла погрешность в измерениях, однако Planck «позвонил» еще раз. Теперь ученым стало ясно, что наблюдения WMAP – реальность.

Асимметрию проще наблюдать в большом масштабе, например, два квадратных метра земли могут казаться одинаковыми, но, если увеличить масштаб до нескольких километров, то станет видна разница между участками земли. Во Вселенной тоже изучались небольшие фрагменты, а когда охватили ее всю, то стали заметными кардинальные различия, которые делят вселенную на две половины.

Некоторые космологи продолжают считать асимметрию случайностью, но вероятность того, что квантовые флуктуации породили асимметрию, равна 0,1 -1%. С такой же вероятностью монета будет падать «орлом» вверх 8 раз подряд. Маловероятно, но возможно.

У старой теории зарождения Вселенной остается все меньше последователей. Космологи предложили сразу несколько теорий, которые конкурируют между собой, о том, как происходили события после Большого взрыва, которые могли стать причиной появления асимметрии.

1.Теория струн – в ней присутствуют свернутые измерения пространства. Последователи теории говорят, что такие измерения могли породить не одно инфляционное поле, поэтому появилась асимметрия. Джон Макдональд – космолог, который работает в Ланкастерском университете (Великобритания), представил двухполевую модель Вселенной. В ней одно поле называется «курватрон», оно могло стать причиной асимметрии.

2. Катализаторы инфляции – изменение различных параметров во Вселенной в пределах 6%.

3. Мультивселенная – асимметрия получилась в результате столкновения с другой вселенной или двумя точками, которые находятся в нашей Вселенной. При таком сценарии «пузыри» оказывались рядом, сталкивались и расширялись. «Пузырь» мог столкнуться сам с собой. Например, «бублик» растет на цилиндре, он огибает его и сталкивается со своими же точками, после чего начинается инфляция.

Если ученые смогут заметить следы, которые оставила такая ударная волна, то теория мультивселенной подтвердится. Есть предположение, что основные следы ударной волны скрыты в ненаблюдаемой части Вселенной, а Planck запечатлел лишь остаточные части воны.

Большая работа

Теоретикам теперь предстоит вносить правки в свои теории и пытаться их экспериментально подтвердить. Ученые надеются, что Planck предоставит еще материал, который поможет космологам более четко представлять картину зарождения Вселенной.