Получена самая точная карта космического излучения в истории

Сравнение космического микроволнового излучения, "увиденного" обсерваторией Planck и космическим аппаратом WMAP

(иллюстрация ESA, Plank Collaboration, NASA/WMAP Science Team).

Карта космического микроволнового излучения, составленная "Планком" оказалась не менее красивой, чем сама Вселенная

(иллюстрация ESA, Plank Collaboration).

Диаграммы, иллюстрирующие представление учёных о пропорциях обычной и тёмной материи, тёмной энергии до и после работы "Планка"

(иллюстрация ESA, Plank Collaboration).

График температурных флуктуаций реликтового излучения, составленный на основе данных, собранных миссией Planck

(иллюстрация ESA, Plank Collaboration).

Так могли бы выглядеть аномалии, но телескоп "Планк" показал, что флуктуации в космическом микроволновом фоновом излучении не столь велики

(иллюстрация ESA, Plank Collaboration).

Космическая обсерватория "Планк" (Planck) (названная так в честь великого физика Макса Планка) была запущена Европейским космическим агентством (ESA) в мае 2009 года для изучения так называемого реликтового излучения Вселенной.

Это космическое электромагнитное излучение, которое осталось в нашей Вселенной с момента Большого взрыва. Изучение изменений космического микроволнового фона позволит космологам узнать о Вселенной больше, ведь реликтовое излучение оставалось неизменным с момента её образования, и по настоящее время заполняет пространство.

Учёные рассчитывали получить основные результаты миссии в марте 2013 года — так и получилось. Согласно карте, составленной на основе данных, собранных космической обсерваторией, Вселенная оказалась старше, чем предполагалось раньше — на 100 миллионов лет. Это означает, что пространство-время расширялось несколько медленнее, чем думали учёные.

Сравнение космического микроволнового излучения, "увиденного" обсерваторией Planck и космическим аппаратом WMAP (иллюстрация ESA, Plank Collaboration, NASA/WMAP Science Team).

"Астрономы всего мира не могли спокойно спать, пока мы не получили эти данные, — говорит Джоан Сентрелла (Joan Centrella) из штаб-квартиры NASA в Вашингтоне, являющаяся координатором миссии Planck, — Эти вычисления чрезвычайно важны для всех областей науки и возможных будущих космических путешествий".

Космическое микроволновое излучение образовалось всего через 380 тысяч лет после Большого взрыва — секунды в масштабах нашей Вселенной. До того момента Вселенная была настолько горячей и плотной, что свет не мог спокойно путешествовать сквозь пространство-время без риска "увязнуть" в плазме из протонов и электронов.

Когда этот хаотический суп из частиц, наконец, остыл, а пространство достаточно расширилось, чтобы смогли образоваться атомы, свет впервые стал путешествовать свободно. Тогда и образовалось реликтовое излучение. Фактически это тот же самый свет, который мы видим ежедневно, только у него другие длины волн, что делает его невидимым для человека.

Диаграммы, иллюстрирующие представление учёных о пропорциях обычной и тёмной материи, тёмной энергии до и после работы "Планка" (иллюстрация ESA, Plank Collaboration).

Впервые космическое излучение было открыто в 1964 году и с тех пор космологи и физики его неустанно изучают. Наличие полных данных об этом явлении даст наиболее точные сведения о нашем мире.

Несмотря на то, что излучение распределяется по пространству-времени, оно делает это не совсем равномерно. Существует теоретические предсказания вариаций температуры реликтового излучения, и эти изменения указывают на те участки пространства, где Вселенная была более или менее плотной и где была максимальная или минимальная концентрация энергии. Эти различия, по предположениям учёных, спровоцировали в определённый момент концентрацию материи и энергии в определённых областях пространства, что привело к образованию галактик, звёзд и планет.

Новая карта космического микроволнового излучения, составленная "Планком" позволит разобрать всё в мельчайших деталях, а также закончить споры между учёными о происхождении Вселенной в том виде, в котором мы её сейчас наблюдаем.

Карта космического микроволнового излучения, составленная "Планком" оказалась не менее красивой, чем сама Вселенная (иллюстрация ESA, Plank Collaboration).

В общем, полученные измерения соответствуют так называемой теории Стандартной модели, которая утверждает, что вариации реликтового излучения были вызваны микроскопическими квантовыми флуктуациями. Возможно, физикам придётся дополнить эту теорию, чтобы полноценно описать космическое излучение и все его свойства, поскольку предсказания Стандартной модели в крупных масштабах не настолько точны, как в микроскопических. Тем более, она не объясняет такие явления, как тёмная материя и тёмная энергия — две главные загадки современной космической науки.

Напомним, что дополнением Стандартной модели также является поиск бозона Хиггса — бозона, который придаёт частицам массу.

"Наша финальная цель — создать новую модель, которая бы предсказывала аномалии и соединяла их в единую картину, — поясняет Джордж Эфстатиу (George Efstathiou), астрофизик из Кэмбриджа, — Но об этом говорить пока рано. Мы ещё не знаем, возможно ли это вообще, и какой новый раздел физики для этого понадобится. Но всё это очень захватывающе!"

Теория Большого взрыва на сегодняшний день является самой полной и правдоподобной версией происхождения Вселенной. Реликтовое излучение — одно из двух главных её доказательств. Второе доказательство — космологическое красное смещение. В данном случае это проявление эффекта Доплера: приближающиеся к нам предметы кажутся более синими, а отдаляющиеся — более красными. Так как при наблюдении за космосом и его объектами с телескопа Hubble смещение оказалось красным, логично было предположить, что Вселенная расширяется.

График температурных флуктуаций реликтового излучения, составленный на основе данных, собранных миссией Planck (иллюстрация ESA, Plank Collaboration).

Также по теме:
Учёные разглядели в космическом тумане следы света первых звёзд
Составлена самая подробная объёмная карта Вселенной 
Телескоп "Планк" запечатлел два звёздных скопления, соединённых мостом раскалённого газа 
Тёмная энергия существует с вероятностью 99,996%, утверждают учёные
Учёные разглядели самое крупное "галактическое ДТП"