Современная космология зиждется на космологическом принципе. Он гласит — у Вселенной нет особого центра или края, и на очень больших масштабах она выглядит однородной, в какую бы сторону мы ни посмотрели. Этот принцип — незыблемый фундамент, основа понимания того, как образовалась и развивалась Вселенная после Большого взрыва.

Ключевое доказательство данного принципа — космическое микроволновое фоновое излучение, или реликтовое излучение. Это свечение — самый древний свет, который наблюдают ученые. Оно заполняет всю Вселенную и представляет собой своего рода окаменевший отпечаток ее юности (излучение появилось в эпоху рекомбинации, через 380 тысяч лет после Большого взрыва). Долгое время ученые считали, что это излучение распределено по небу равномерно, словно тонкая вуаль. Однако первые точные измерения спутников в начале 2000-х вскрыли несоответствие.

Оказалось, что в реликтовом излучении существует диполь — ось, вдоль которой температура излучения плавно меняется от более холодной к более горячей. Само по себе наличие диполя не стало полной неожиданностью. Физики объяснили его движением нашей Солнечной системы сквозь пространство. Эффект Доплера и другие следствия специальной теории относительности предсказывают, что излучение от источника, к которому приближается наблюдатель, будет казаться горячее, а от источника, от которого удаляется — холоднее. Это похоже на то, как звук сирены скорой помощи становится выше при приближении и ниже при удалении.

Проблема заключалась не в самом факте существования диполя, а в его масштабах. Когда ученые измеряют температуру этого излучения в разных направлениях, они видят, что в одну сторону фон чуть «теплее», а в противоположную — «холоднее». Такое различие показывает, с какой скоростью мы движемся относительно этого фонового излучения.

По расчетам, исходя из известных скоростей — вращения Земли, движения Солнечной системы и Галактики — эта температурная асимметрия должна соответствовать определенной скорости. Но в реальности измерения показали, что эта скорость примерно в десять раз больше, чем должна быть.

Кто придумал «Большой взрыв»?

Наверняка хоть раз в жизни вы слышали эти два загадочных слова — «Большой взрыв». Это термин в науке, которым принято называть событие, ознаменовавшее зарождение Вселенной около 14 млрд. лет назад....

Международная группа исследователей под руководством Лукаса Бёме (Lukas Böhme) из Билефельдского университета в Германии решила подойти к проблеме с новой стороны. Чтобы получить независимое подтверждение аномалии, ученые обратились не к данным космических аппаратов, изучающих непосредственно реликтовое излучение, а к информации с шести наземных радиотелескопов. Эти инструменты регистрируют радиоволны от далеких астрономических объектов, таких как галактики и квазары.

Перед учеными стояла чрезвычайно сложная задача. Им нужно было выделить крошечный сигнал диполя на фоне массива других данных. После тщательного анализа ученые отобрали три самых точных набора данных и обработали их с помощью новой модели, которая описывает распределение радиоисточников по небу.

Выяснилось, даже с учетом всех уточнений и более совершенной методики загадочный диполь никуда не исчез. Его величина по-прежнему соответствовала скорости, многократно превышающей ожидаемую. Это означает, что аномалия — не ошибка измерений и не артефакт старых методов, а реальное и устойчивое свойство нашей Вселенной, которое современная физика объяснить не в состоянии.

Астрономы в деталях запечатлели джет, выброшенный черной дырой

Черная дыра в центре далекой галактики, удаленной от нас на расстояние более 50 миллионов световых лет, выбрасывает поток раскаленной плазмы. Ученые знают об этом объекте уже больше ста лет, но только теперь удалось в мельчайших деталях разглядеть этот поток.

Американский астроном Драган Хутерер (Dragan Huterer) из Мичиганского университета, комментируя новое исследование, подчеркнул — ценность работы команды Бёме как раз в тщательности анализа. По его словам, это серьезный шаг к тому, чтобы признать диполь неоспоримым фактом. А это, в свою очередь, ставит перед наукой фундаментальный выбор. Либо ученые чего-то не понимают в структуре нашего ближайшего космического окружения, либо вся Вселенная не так однородна, как диктуют самые успешные космологические теории.

Однако Хутерер отметил и возможные подводные камни. Измерения в радиоастрономии печально известны своей сложностью и склонностью к систематическим ошибкам. Сигналы, которые улавливают телескопы, очень слабые, и их крайне трудно откалибровать с необходимой точностью.

Статья по теме: Физик предложил новую модель Вселенной без темной материи и темной энергии

Сам Лукас Бёме признал, что измеряемый эффект — «невероятно мал», и достичь такой точности — настоящая удача. Но у диполя есть и независимое подтверждение. Наблюдения за инфракрасным излучением квазаров, ранее проведенные другими исследователями, похоже, подтверждают данные, полученные с помощью радиоволн. Окончательную точку в этом споре смогут поставить только будущие поколения телескопов, чья чувствительность позволит либо найти тривиальное объяснение загадке, либо навсегда изменить наши представления о космосе.

Научная статья будет опубликована в журнале Physical Review Letters.