Новые загадки Вселенной. Анизотропия

Наша вселенная изотропна. По крайней мере так гласит космологический принцип (КП).

КП – это основное положение современной космологии. В соответствии с КП, одни и те же законы физики справедливы для каждой произвольной точки пространства, и потому в один и тот же момент времени Вселенная (в среднем) выглядит одинаково вне зависимости от места и направления наблюдения.

Независимость от места наблюдения (то есть равноправие всех точек пространства) называется однородностью. Независимость от направления наблюдений (то есть отсутствие выделенного направления в пространстве) называется изотропией, а её отсутствие — анизотропией.

Однако, несмотря на успехи теории, вытекающей из КП, имеется множество фактов, свидетельствующих о нарушении КП во Вселенной.

Весной этого года ученые из Института Макса Планка показали самую четкую и подробную карту ранней Вселенной из всех когда-либо созданных человечеством. Карта была получена из данных, собранных космическим аппаратом Планк. Она показывает температурные колебания в реликтовом излучении, оставшемся после Большого взрыва (событии, когда пространство и время возникли почти 13,82 миллиардов лет назад).

Реликтовое излучение было обнаружено в 1964 году и предположительно возникло через 380000 лет после Большого взрыва. Фактически реликтовое излучение является снимком ранней Вселенной в тот момент, когда еще не было ни галактик, ни звезд, а только начали появляться первые атомы.

Астрофизики, изучавшие новые данные, обнаружили некоторые странные свойства РИ, которые они называют “аномалиями”, и которые они не могут объяснить. Новые данные телескопа “Планк” показывают аномалии, которые свидетельствуют, что распределение флуктуаций реликтового излучения не столь однородно или изотропно, как это предсказывает классическая теория инфляции. И эти новые результаты могут изменить наши представления и понимание эволюции Вселенной.

Давайте рассмотрим две загадки (две аномалии) реликтового излучения и еще пять космических аномалии, которые были недавно обнаружены учеными во Вселенной и которые находятся в прямом противоречии с космологическим принципом:

3агадка 1

Загадки реликтового излучения. Асимметрия температур

Загадки Вселенной. Асимметрия температур реликтового излучения

Примером аномалии в реликтовом излучении является обнаруженная телескопом “Планк” асимметрия средних температур в противоположных полушариях неба.

На картинке аномальные области реликтового излучения отмечены синим и красным цветом, чтобы сделать их более заметными.

Обнаруженную телескопом “Планк” асимметрию температур нельзя объяснить в рамках классической теории, согласно которой, Вселенная в первый момент своей жизни расширялась изотропно, испытывая лишь небольшие отклонения от этого однородного расширения. Против такого расширения говорит хотя бы тот факт, что на одной половине неба температура реликтового излучения варьируется сильнее, чем на другой.

3агадка 2

Загадки реликтового излучения. Большое холодное пятно

Большое холодное пятно реликтового излучения

Загадочная аномалия в реликтовом излучении – это большое холодное пятно на карте ранней Вселенной, впервые обнаруженное зондом WMAP и подтвержденное аппаратом “Планк”.

На картинке это холодное пятно отмечено белым кружком.

Большое холодное пятно соответствует аномально крупной области с высокой плотностью вещества и пониженной интенсивностью РИ. Наличие такого пятна, как считают некоторые астрофизики, заставляет прийти к выводу, что вскоре после Большого взрыва уже существовал гигантский сгусток материи, и это мало согласуется с классической теорией инфляции. Кроме того, большое холодное пятно распространяется на гораздо больший участок неба, чем это ожидалось ранее.

В целом само наличие выявленных аномалий реликтового излучения противоречит положениям стандартной модели, что Вселенная должна быть однородной (изотропной) во всех направлениях, куда бы наблюдатель не бросил взгляд. Также это позволяет предполагать наличии другой физики на самых ранних стадиях развития Вселенной. Физики, которая может не соответствовать стандартной модели космологии.

3агадка 3

Загадки Вселенной. Громадные группы квазаров

Загадки Вселенной. Громадные группы квазаров

Ученые обнаружили в Космосе крупнейшую, из известных, структуру во Вселенной – скопление квазаров.

Для путешествия сквозь это скопление квазаров стороннему наблюдателю даже на скорости света потребуется более четырех миллиардов лет! Гигантское скопление квазаров настолько велико, что сам его размер уже приводит к нарушению космологического принципа. Согласно космологического принципа крупномасштабные структуры во Вселенной не должны быть больше 1,2 миллиарда световых лет. Это же скопление квазаров имеет диаметр в 1,63 и длину в 4 миллиарда световых лет. Для сравнения, типичное скопление галактик обычно имеет размер порядка 10 миллионов световых лет.

На картинке чёрные круги соответствуют квазарам, входящим в Огромную группу, красные крестики — другим группам квазаров.

3агадка 4

Загадки Вселенной. Направление вращения галактик

Загадки Вселенной. Направление вращения галактик

Астрономы, исследовав более 15000 галактик, сделали вывод о преимущественном направлении вращения спиральных галактик в зависимости от того, в каком галактическом полушарии неба они находятся.

Через обзорный телескоп были изучены галактики, находящихся от Земли на расстоянии до 600 миллионов световых лет. Выше плоскости Млечного Пути большинство спиральных галактик имели направление вращения против часовой стрелки. Ниже плоскости Млечного Пути галактики имели вращение по часовой стрелке. Но тогда должна вращаться и вся Вселенная целиком.

Однако подтверждение гипотезы вращения Вселенной имеет очень далеко идущие последствия. Согласно космологического принципа Вселенная однородна и изотропна. Наличие же оси вращения Вселенной означает, что существует центр Вселенной и космосе есть направления, отличные от других! А это фактически противоречит космологическому принципу и теории инфляции.

3агадка 5

Загадки Вселенной. Темный поток

Загадки Вселенной. Темный поток

Был обнаружен гигантских размеров поток галактических кластеров, несущихся со скоростью 1000 километров в секунду в одном направлении.

Это загадочное явление получило название Тёмный поток, по аналогии с двумя другими тайнами космоса — тёмной материей и тёмной энергией. Позднее ряд учёных из США, Испании и Британии получили дополнительное подтверждение реальности феномена и вычислили новые его параметры.

Авторы исследования обобщили данные, собранные за пять лет зондом WMAP, снимающим РИ. Ученые утверждают, что аномалия, вероятно, вызвана неравномерной структурой самого пространства-времени в период перед космической инфляцией, то есть в первые мгновения после рождения Вселенной. Это противоречит классическому представлению, что любые флуктуации в том новорождённом сверхплотном мире, который стремительно расширялся должны быть хаотичными и потому не могут иметь каких-то предпочтительных направлений.

В любом случае выходит, что темный поток – это след от воздействия чего-то, что ныне находится за пределами теоретически возможных наблюдений и в одной из своих возможных интерпретаций может представлять собой огромный след от столкновения нашей Вселенной с другой вселенной.

3агадка 6

Загадки Вселенной. Ось зла

Загадки Вселенной. Ось зла

В созвездии Эридана обнаружена загадочная область, в которой материи в любых ее формах значительно меньше, чем в среднем во Вселенной. Эта область коррелирует с большим холодным пятном на карте реликтового излучения – “Оси Зла”.

Ось зла — гипотетическая протяжённая область космического масштаба, вокруг которой происходит ориентация всей структуры Вселенной. Обнаружено, что флуктуации реликтового излучения в самых больших масштабах расположены не случайным образом, а относительно упорядоченно. Данные о такой анизотропии были получены зондом WMAP в 2005 году. Измерения обсерватории «Планк», проанализированные в 2013 го́ду, подтверждают отклонения. Полученные данные ставят под сомнение «классическую» концепцию возникновения Вселенной (теорию Большого взрыва).

3агадка 7

Загадки Вселенной. Вселенная расширяется неодинаково

Загадки Вселенной. Вселенная расширяется неодинаково

Совсем недавно выяснилось, что Вселенная расширяется совсем неодинаково и в процессе разбегания от нас удаленных галактик нет равноправия по разным направлениям.

Это может быть напрямую связано с глобальной анизотропией пространства. Так сверхновые имеют наибольшее ускорение в северном галактическом полушарии, в частности, в направлении созвездия Лисички.

Ученые предполагают, что если анизотропия подтвердится, то современные представления об однородной Вселенной и действующих в ней законах физики придется радикально пересмотреть.

© Копировать пост можно лишь при наличии прямой индексируемой ссылки на youinf.ru

  


 

1 Комментарий

  1. IsAN:

    С умеренной степенью уверенности можно предположить, что согласно голографического принципа, поскольку любой отдельный участок голограммы несёт размытую информацию обо всём объекте, который запечатлён на ней, можно сравнить эти контуры с контурами одной из проекций структуры Ли – группы Е8 (теория Е8) (как меньшей части голограммы), которая включает в себя частицы трёх поколений. Видимую анизотропию Вселенной (в частности, контур верхнего лепестка на «оси зла» значительно больше нижнего) можно объяснить существенно большей массой фермионов третьего поколения в верхнем лепестке Ли – группы Е8 – пиксела голограммы Вселенной и поскольку второе и третье поколения заряженных частиц присутствуют только в условиях очень высоких энергий.

    Голосовать: Thumb up 1 Thumb down 0

 
 

Яндекс цитирования