Наша Вселенная может быть искривлённой, а не плоской

Аномалии в космическом микроволновом фоне указывают на то, что Вселенная может быть искривлена

(иллюстрация ESA, Plank Collaboration).

Инфляционная модель Вселенной подразумевает наличие гипотетического периода, имевшего место сразу после Большого взрыва, в ходе которого Вселенная расширилась на много порядков всего за долю секунды

(иллюстрация NASA, Wikimedia Commons).

Космологи выдвинули новую теорию о конфигурации Вселенной. Изучив карту реликтового излучения, которое осталось в космосе после Большого взрыва, они обнаружили в ней аномалии, указывающие на то, что Вселенная не плоская, как считалось ранее, а вероятно, имеет форму седла.

Исследователи заговорили о том, что Вселенная может быть асимметрична, в 2004 году, когда были получены первые данные космического аппарата NASA WMAP, изучавшего реликтовое космическое излучение.

Скептики утверждали, что наблюдаемые на картах аномалии являются всего лишь результатом системной ошибки, и потому для подтверждения в мае 2009 года Европейское космическое агентство (ESA) запустило космический аппарат Planck, который сделал снимки в более высоком разрешении. Анализ снимков "Планка" подтвердил наличие аномалий.

Объяснить увиденное взялись двое космологов из университета Эдинбурга — Эндрю Лиддл (Andrew Liddle) и Марина Кортес (Marina Cortês). Они рассмотрели инфляционную модель Вселенной, которая подразумевает наличие особого периода, имевшего место сразу после Большого взрыва. В ходе него Вселенная расширилась на много порядков всего за долю секунды.

Аномалии в космическом микроволновом фоне указывают на то, что Вселенная может быть искривлена (иллюстрация ESA, Plank Collaboration).

Обычная инфляционная модель гласит, что Вселенная является плоской, а расширение происходит из-за воздействия так называемого квантового инфлятонного поля, которое выполняет две функции. Во-первых, оно вызывает гиперрасширение, а во-вторых, генерирует микроскопические флуктуации плотности вещества, которые провоцируют формирование протогалактик (зачатков будущих галактик).

Но эта модель не объясняет наблюдаемого перекоса Вселенной, если только не брать в расчёт статистическую случайность. По словам Лиддла, если аномалии на карте космического микроволнового излучения не являются статистической случайностью, то это полностью меняет наши представления о конфигурации Вселенной.

В своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, Лиддл и Кортес рассматривают инфляционную модель под новым углом. Они предполагают наличие и другого квантового поля, помимо инфлятонного, которое ответственно за искривление Вселенной. Действием этого поля можно объяснить флуктуации плотности вещества на ранних этапах существования Вселенной. Согласно выводам Лиддла и Кортес, инфлятонное поле отвечает лишь за гиперрасширение.

Инфляционная модель Вселенной подразумевает наличие гипотетического периода, имевшего место сразу после Большого взрыва, в ходе которого Вселенная расширилась на много порядков всего за долю секунды (иллюстрация NASA, Wikimedia Commons).

Исследователи показывают, что описанное ими поле должно было вызвать флуктуации плотности вещества, которые выглядели бы как масштабные поверхности с отрицательной кривизной. Если взять гипотетический очень большой треугольник и растянуть его в космосе, его внутренние углы в сумме окажутся менее 180 градусов. В плоской Вселенной сумма углов составила бы ровно 180 градусов, а в положительно искривлённой — более 180 градусов.

Гипотеза, предложенная Кортес и Лиддлом, гласит, что асимметрия космического микроволнового фона определяется отсутствием однородности вещества в очень крупных масштабах, что в свою очередь объясняется действием искривляющего поля.

Добавим, что новая гипотеза хоть и выглядит интересной, но большинство наблюдений всё же указывают на то, что Вселенная плоская. Аномалии же космического микроволнового фона достаточно малы, чтобы вписаться в погрешности классической инфляционной модели. Как говорят авторы исследования, дальнейшие наблюдения покажут, какая из версий верна.

Также по теме:
Получена самая точная карта космического излучения в истории
Составлена самая подробная объёмная карта Вселенной
Вселенная могла произойти от одной гигантской чёрной дыры
Немецкий космолог выдвинул гипотезу о нерасширении Вселенной
Новая теория зарождения Вселенной