Кредит за изображение: RAS
През последните години астрономите са получили подробни измервания на космическата микровълнова фонова радиация - "ехото" от раждането на Вселената по време на Големия взрив.
Изглежда, че тези резултати показват със забележителна точност, че нашата Вселена е доминирана от мистериозни „студена тъмна материя“ и „тъмна енергия“. Сега обаче група британски астрономи са открили доказателства, че изконните микровълнови ехота може да са били модифицирани или „повредени“ по време на пътуването им до Земята на 13 милиарда години.
Резултатите от екип от Университета в Дърам, ръководен от проф. Том Шенкс, са базирани на нов анализ на данните от спътника Wiskinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) на НАСА.
Екипът е открил, че наблизо галактическите клъстери изглежда лежат в небесни райони, където температурата на микровълновата печка е по-ниска от средната. Това поведение би могло да се отчете, ако горещият газ в галактическите клъстери взаимодейства с фотоните на Големия взрив, докато те преминават покрай тях и покваряват информацията, съдържаща се в този ехо от първоначалната огнена топка. Руските физици Р. А. Суняев и Я. Б. Зелдович прогнозира подобен ефект в началото на 70-те години, малко след откриването на космическото микровълново фоново лъчение.
Този ефект на Суняев-Зелдович по-рано е бил наблюдаван в случаите на подробни наблюдения на микровълновия фон в близост до няколко богати галактически клъстери, а самият екип на WMAP съобщава, че вижда ефекта в собствените си данни, в близост до центрове на клъстери.
Сега екипът на Дърам е открил доказателства, че горещият газ в клъстерите може да повлияе на картите на микровълновия фон в радиус от близо 1 градус от центровете на клъстерите в галактиката, много по-голяма площ от откритата преди. Това предполага, че позициите на „клъстери от клъстери“ или „суперкластери“ могат също да съвпадат с по-хладни петна в модела на колебанията на фона на микровълновата печка.
„Фотоните в микровълновото фоново излъчване се разпръскват от електрони в близките клъстери“, казва професор Шенкс. "Това причинява важни промени в радиацията по времето, когато достигне до нас."
"Ако галактическите клъстери, разположени на няколко милиарда светлинни години от Земята, също имат същия ефект, тогава трябва да помислим дали е необходимо да променим нашата интерпретация на сателитните карти на фоновото излъчване на микровълна."
Ако резултатът от Дърам се потвърди, последиците за космологията могат да бъдат много значими. Подписът за тъмна енергия и тъмна материя се крие в детайлната структура на пулсациите, открити в микровълновия фон, малки температурни колебания, създадени във време, когато радиусът на Вселената е бил хиляда пъти по-малък, отколкото е днес.
Ако този първичен модел е бил повреден от процеси, протичащи в близкото минало, дълго след като са се образували галактики и галактически клъстери, тогава в най-добрия случай ще усложни интерпретацията на микровълновото ехо и в най-лошия случай ще започне да подкопава предишните доказателства за както тъмната енергия, така и студената тъмна материя.
„Силата на тези прекрасни WMAP данни е, че това показва, че интерпретирането на микровълновия фон„ ехо “може да е по-малко просто, отколкото се смяташе досега“, заяви членът на екипа сър Арнолд Улфендейл (по-рано Astronomer Royal).
Екипът на WMAP вече съобщи, че техните измервания на микровълновото ехо на Големия взрив може да са били компрометирани от процеса на формиране на галактики на междинен етап от историята на Вселената. Те представиха доказателства, че газът, нагряван от първородни звезди, галактики и квазари, може също да е повредил микровълновия сигнал, когато Вселената е била 10 или 20 пъти по-малка, отколкото в наши дни. Следователно както резултатите от WMAP, така и от Дърам предполагат, че микровълновото ехо на Големия взрив може да е трябвало да премине през много повече препятствия по пътя си към Земята, отколкото се е смятало преди, с последващо евентуално изкривяване на първоначалния сигнал.
„Нашите резултати в крайна сметка могат да подкопаят вярата, че Вселената е доминирана от неуловима студена тъмна материя и още по-загадъчната тъмна енергия“, казва професор Шенкс.
Въпреки че наблюдателните доказателства за стандартния модел на космологията остават силни, моделът съдържа много неудобни аспекти. Те възникват първо, защото се основават на две части от "неразкритата физика" - студена тъмна материя и тъмна енергия - нито едно от тях не е открито в лабораторията. Всъщност въвеждането на тези два нови компонента значително увеличава усложненията на стандартния инфлационен модел на Големия взрив.
Проблемите с тъмната енергия протичат особено дълбоко: например наблюдаваната й плътност е толкова малка, че може да бъде квантово механично нестабилна. Освен това създава проблеми за теориите на квантовата гравитация, които предполагат, че можем да живеем във Вселената с 10 или 11 измерения, всички те се свиват, с изключение на три в пространството и една във времето.
Затова много теоретици биха искали да избягат от стандартния модел на космологията днес и остава да видим докъде ще продължат тези наблюдения, обсъдени от групата на Дърам в тази посока. Но ако е правилно, те предполагат, че слуховете, че живеем в „Нова ера на точната космология“, може да се окажат недоносени!
Оригинален източник: RAS News Release
