Знаменитое «холодное пятно» в микроволновом фоне Вселенной, участок неба, заставлявший ученых напрягать все силы для своего объяснения, оказался результатом неверных методов обработки данных.

Зонд WMAP смотрит куда-то в непредставимые дали космоса


Карта неоднородностей микроволнового реликтового излучения, составленная по собранным WMAP данным. Цвета соответствуют мельчайшим перепадам температуры излучения: красное – более «горячее», синее – более «холодное»

Вообразим себе Большой Взрыв: Вселенная раскрывается, подобно колоссальному цветку. На первом этапе она представляет собой раскаленную плазму, частицы в которой постоянно обмениваются друг с другом энергией, и излучение находится в тепловом равновесии с веществом, и весь его спектр соответствует излучению « абсолютно черного тела » (т.е. такого тела, излучение которого зависит только от его температуры).

Постепенно пространство расширяется, что вызывает остывание плазмы, и несколько сотен тысяч лет спустя появляются первые атомы. Однако то микроволновое излучение, которое создавала новорожденная Вселенная, до сих пор можно наблюдать с помощью специальных чувствительных телескопов. Это – самый удаленный объект, который мы можем наблюдать, и это излучение называется реликтовым .

Существование реликтового излучения и его температура были выведены сперва теоретически, на основе теории Большого Взрыва. И когда его обнаружили экспериментально, это стало одним из самых ярких доводов в пользу этой концепции. По логике вещей, это излучение должно быть практически одинаковым по всем направлениям, а все неоднородности в нем объясняются случайными небольшими флуктуациями, так что должны быть распределены тоже случайным образом. Однако на практике это оказалось не так.

На общем фоне реликтового излучения имеются выраженные области с повышенной или, наоборот, пониженной температурой. И хотя эти отклонения составляют ничтожные доли градуса (среднее отклонение составляет 0,018 К), они считаются крайне важными и интересными. За открытие этих неоднородностей даже была вручена Нобелевская премия, о чем можно прочесть в заметке « Нобелевская рябь ». Однозначно объяснить эту анизотропию пока не удается – но важность вопроса так велика, что его изучают многие исследовательские группы, ему посвящена работа многих наземных проектов и космических миссий. Не последнее место в этом ряду принадлежит зонду WMAP , который провел подробное картографирование реликтового излучения и его неоднородностей – подробный отчет о его работе смотрите в заметке « Миссия: выполняется ».

Особенно в собранных аппаратом WMAP данных интригует один интересный момент – «дыра в мироздании», область, которая не содержит ничего, ни обычной, ни темной материи. Ничего. Об этой находке мы писали в заметке « Пробел ». В отличие от остальных неоднородностей реликтового излучения, этот регион отличается сильно пониженной его температурой – на целых 70 мкК. Теоретически, такого вообще не должно происходить, ведь это означало бы, что Большой Взрыв развивался неравномерно по всем направлениям, что противоречит базовым представлениям современной науки.

Каких только гипотез и теорий о происхождении «холодного пятна» не выдвигалось – вплоть до того, что это – «дверь» в параллельную Вселенную. Однако тщательный анализ, проведенный американскими учеными Рэем Чзаном (Ray Zhang) и Драганом Хатерером (Dragan Huterer), показал, что «пробел» - всего лишь артефакт, появившийся в ходе статистического анализа и интерпретации данных, собранных WMAP.

Изначально для этого использовался метод вейвлетов « Мексиканская шляпа », однако Чзан и Хатерер выяснили, что стоит применить для этой же цели другой метод анализа – и никакого «пробела в мироздании» не остается»! Одной проблемой меньше. Но и меньше загадочности – ведь куда интересней было бы, если б эта область в созвездии Эридан и вправду была какой-нибудь дверью в паралелльный мир!

Между прочим, с помощью данных, собранных зондом WMAP, ученые ищут ответа на интригующий вопрос о том, какую же форму имеет наше мироздание. О некоторых версиях читайте: « Плоский мир » и « Вселенная в форме баранки ».

По публикации physics arXiv blog