Космология вне опасности – Вселенная не имеет выделенного направления

Вселенная расширяется равномерно, по данным исследования, проведенного во главе с Лондонским университетским колледжем (UCL). Оно устанавливает, что пространство не растягивается в предпочтительном направлении и не скручивается.

Новое исследование, опубликованное в Physical Review Letters, изучало космический микроволновый фон (CMB), известный также как реликтовое излучение, который является остатком излучения от Большого взрыва. Оно показывает, что Вселенная расширяется одинаково во всех направлениях, поддерживая предположения, сделанные в стандартной космологической модели Вселенной.

Первый автор, Даниэла Саадех (Daniela Saadeh) из UCL, сказала: «Исследование является лучшим доказательством на данный момент, что Вселенная одинакова во всех направлениях. Наше нынешнее понимание Вселенной строится на предположении, что в ней не существует предпочтительного направление, но на самом деле существует огромное количество способов нарушить это предположение, которые допускает общая теория относительности Эйнштейна. Вселенные, которые скручиваются и растягиваются, вполне возможны в рамках ОТО, поэтому очень важно, чтобы мы показали, что наш мир справедлив ко всем своим направлениям».

Команда из UCL и Лондонского имперского колледжа (ICL) использовала измерения реликтового излучения, выполненные в период между 2009 и 2013 гг. спутником Европейского космического агентства «Планк». Космический аппарат недавно в первый раз предоставил информацию о поляризации реликтового излучения по всему небу, обеспечивая дополнительный вид ранней Вселенной, чем и воспользовалась команда.

Исследователи смоделировали исчерпывающее многообразие сценариев скручивания и растяжения, и каким образом они могут проявляться в реликтовом излучении, в том числе – его поляризации. Затем они сравнили свои выводы с реальной картой космоса от «Планка» в поисках специфических признаков в данных.

«Мы рассчитали различные модели, которые были бы видны в космическом микроволновом фоне, если бы пространство имело различные свойства в различных направлениях. Признаки могут включать в себя горячие и холодные пятна от растяжения вдоль определенной оси или даже спиральные искажения», - объяснила Даниэла Саадех.

Соавтор д-р Стивен Фини (Stephen Feeney) из ICL добавил: «Мы затем сравнили эти предсказания с реальностью. Это серьезная проблема, поскольку мы нашли огромное количество способов, которыми Вселенная может быть анизотропной. Чрезвычайно легко потеряться в этом несметном количестве всевозможных вселенных – нам нужно было найти правильный номер на телефонном диске с 32 цифрами».

Предыдущие исследования рассматривали только, как Вселенная может вращаться, в то время как это исследование является первым, которое проверило самый широкий спектр возможных геометрий пространства. Кроме того, использование множество новых данных, собранных «Планком», позволило команде достичь значительно более жестких ограничений, чем в предыдущем исследовании. «Вы никогда не сможете исключить это полностью, но мы теперь вычислили, что вероятность того, что Вселенная предпочитает одно направление над другими составляет отношение только 1 на 121000», - сказала Даниэла Саадех.

Большинство современных космологических исследований предполагают, что Вселенная ведет себя одинаково во всех направлениях. Если это предположение окажется несправедливым, то большое количество анализов космоса и его содержания будет неверным.

Иллюстрация вклада, который оставили бы в космическом микроволновом фоне возможные модели анизотропной Вселенной, в том числе (по часовой стрелке из левого нижнего угла) вклад от квантовых флуктуаций, а также от трех различных аспектов анизотропного расширения

Ready, set, buy! Посібник для початківців - як придбати Copilot для Microsoft 365