Наявність холодної плями в космічному мікрохвильовому фоні не вдається пояснити великою порожнечею. Нове дослідження, виконане науковцями з Центру позагалактичної астрономії Даремського університету (Великобританія), залишає місце для екзотичних пояснень причин утворення цієї плями. Наприклад, зіткнення всесвітів. Наукову групу очолювали аспірант Руара Макензі (Ruari Mackenzie) і професор Том Шанкс (Tom Shanks), а результати дослідження оприлюднив журнал «Щомісячні повідомлення Королівського астрономічного товариства».
Космічний мікрохвильовий фон (the cosmic microwave background, CMB), релікт Великого Вибуху, охоплює все небо. При температурі 2,73 градусів вище абсолютного нуля (або -270,43 градусів Цельсія), CMB має деякі аномалії, зокрема, Холодну пляму. Вона на 0,00015 градусів холодніша, ніж її оточення. Раніше таку аномалію пояснювали існуванням величезної порожнечі поперечником кілька мільярдів світлових років, що містить відносно невелику кількість галактик.
Мапа космічного мікрохвильового фону неба, отримана з допомогою космічного зонда «Планк». Червоною барвою позначено теплі ділянки, а синьою — трохи холодніші райони. Холодна пляма показана на вставці. Зазначено її координати (по осях х та у) і розподіл температури (мільйонна частка градуса) — шкала в нижній частині. Фото з сайту www.ras.org.uk.
Прискорене розширення Всесвіту приводить до того, що порожнини, які лежать на шляху поширення світла, через так званий інтегрований ефект Сакса-Вольфа трохи змінюють значення його червоного зміщення. Для CMB це спричиняє появу холодних плям. Вважали, що дуже велика порожнина, що лежить на передньому плані, є причиною появи Холодної плями в тлі CMB. Існування цієї плями — велика проблема в моделях стандартної космології.
Раніше дослідники, які шукали пов’язаний з холодними плямами великі порожнини (supervoid), визначали відстань до галактик на підставі їхнього кольору. У Всесвіті, який розширюється, світло більш віддалених галактик сильніше зміщується в бік довгих довжин хвиль. Цей ефект відомий, як космологічне червоне зміщення. Що далі від нас галактика, то вище червоне зміщення. Визначивши колір галактики та червоне зміщення, можна оцінити відстань до неї. Щоправда, ці виміри мають високе значення похибки.
У новій роботі команда з Даремського університету подала результати комплексного огляду червоних зміщень 7000 галактик, виконаного з допомогою спектрографа на Англо-Австралійському телескопі. Цей набір високонадійних даних не містить ніяких доказів існування супервойда (великої порожнини), яким можна пояснити Холодну пляму в стандартній теорії.
Дослідники з’ясували, що замість ділянки Холодної плями, існування якої передбачали раніше, є дрібніші порожнечі, заповнені галактиками, що оточенні скупченнями галактик. Така просторова структура («мильна бульбашка») дуже схожа на інші ділянки Всесвіту. Це видно (див. зображення, вміщене нижче — Ред.) з майже однакового розподілу галактик як в ділянці Холодної плями, так і за її межами.
3-D розподіл галактик на передньому плані Холодної плями з космічного мікрохвильового фону, де кожна точка є галактикою. Розподіл галактик в Холодній плямі (чорні точки, справа) порівняно з таким же розподілом в районі без плями (червоні точок, зліва). Кількість і розмір ділянок низької щільності галактики в обох регіонах схожі. Це не дозволяє пояснити існування Холодної плями в космічному мікрохвильовому фоні наявністю «великої порожнини». Фото з сайту www.ras.org.uk.
Макензі пояснює: «Ми виявили, що велика порожнеча не може пояснити Холодну пляму в рамках стандартної космології. Можуть бути запропоновані деякі нестандартні моделі, щоб зробити це в майбутньому, але наші нові дані встановлюють сильні обмеження на будь-які такі спроби».
Якщо там справді немає супервойда, що може пояснити Холодну пляму, моделювання в рамках стандартної моделі Всесвіту дають імовірність 1 до 50, що вона виникали випадково. Шанкс додав: «Це означає — ми не можемо повністю заперечити, що появу плями можна пояснити стандартною моделлю Але якщо цього зробити не вдасться, тоді треба буде шукати більш екзотичні пояснення».
«Мабуть, найцікавішим з них є те, що поява Холодної плями спричинена зіткненням нашого Всесвіту з іншим всесвітом. Якщо надалі докладний аналізі даних CMB вкаже на це, то Холодна пляма стане першим доказом існування Мультивсесвіту, тобто можуть бути мільярди інших всесвітів».
Все, що можна сказати нині, зводиться до одного — відсутність супервойда, який би дозволив пояснити наявність Холодної плями, схилила рівновагу в бік цих незвичайних пояснень. Звісно, нові ідеї треба додатково перевірити дуже ретельними спостереженнями реліктового випромінювання.
За інф. з сайту www.ras.org.uk підготував Іван Крячко
