Громадная дыра во Вселенной требует объяснений

"Меня ужасает вечное безмолвие этих пространств" — эти слова Блеза Паскаля часто вспоминают космонавты и астрономы. Однако недавно астрофизиков ужаснуло не столько безмолвие, сколько пустота — полная пустота. Огромная часть космического пространства протяжённостью в миллиард световых лет оказалась ничем не заполненной. Хотя могла содержать многие миллионы галактик… Куда всё пропало?!

Астрофизикам давно известно о том, что материя в пространстве распределена очень неравномерно.

 

 

Обычно говорят о "неровном" распределении вещества в пространстве. Что же касается излучения — речь идёт о так называемом реликтовом излучении — то оно распределено намного более регулярно, хотя и бывают некоторые заметные отклонения.

Самые яркие аномалии такого рода учёные обнаружили при составлении карты реликтового излучения, назвав их холодными пятнами. Некоторое их число выявили астрономы, обрабатывая данные аппарата Wilkinson Microwave Anisotopy Probe (WMAP), запущенного специально для изучения реликтового фона.

Реликтовое излучение — это слабое "остаточное" микроволновое излучение после Большого взрыва, с которого, согласно официальной науке, началась Вселенная (некоторые, правда, считают это событие всего-навсего Бумом). Поэтому исследование нерегулярностей излучения и интересно, что позволяет кое-что узнать о том, что происходило в самые первые столетия и тысячелетия.

На этих снимках в радиодиапазоне показан один и тот же квадратный участок неба со стороной порядка 25 градусов. Снимки сделаны на разных длинах волн аппаратом WMAP (слева) и радиотелескопами Very Large Array — VLA (справа) (иллюстрация Rudnick et al., NRAO/AUI/NSF, NASA).

Самым известным из участков неба, где излучение сильно ослаблено, считается так называемое "холодное пятно WMAP" — WMAP Cold Spot, располагающееся в созвездии Эридана. Его и стал исследовать профессор Лоуренс Рудник (Lawrence Rudnick) из университета Минессоты (University of Minnesota) вместе со своими сотрудниками.

Они не ожидали найти в этом пятне ничего особенного, но то, что они там обнаружили, повергло их в шок. Что же это? Как ни странно, ничего — совсем ничего. Учёные не смогли обнаружить в этой области пространства ни галактик, ни газа.

На первый взгляд, такое утверждение не особенно впечатляющее. Насколько известно нынешним исследователям, бóльшая часть вещества Вселенной недоступна для наблюдений, так как оно в основном состоит из тёмной материи. Пока что имеется единственная возможность обнаружить её — по гравитационному воздействию на обычное вещество и на электромагнитное излучение.

Тёмная материя штука странная: учёные не знают, из чего она состоит, хотя им известны основные её свойства. Недавно выяснилось, что эта субстанция может вести себя крайне странно, и всё же установить её местонахождение, не представляет большого труда.

	аккуратного взрыва Кассиопеи A (фото с сайта physics.umn.edu).' width=210 height=263> Лоуренс Рудник. Приступая к работе, он думал, что обнаружит какую-нибудь "дыру", но не догадывался, что она столь велика и не заполнена практически ничем. С Рудником, кстати, вы уже знакомы — по его исследованию аккуратного взрыва Кассиопеи A (фото с сайта physics.umn.edu).

Однако внутри WMAP Cold Spot участники группы Рудника не нашли даже её. А это значит, что в том регионе вообще ничего нет. Вообще.

Эта громадная полость находится в 6-10 миллиардах световых лет от нас. А её размеры просто потрясающие: по оценкам исследователей, она имеет диаметр примерно в миллиард световых лет! Интересно сравнить эту величину с диаметром Нашей галактики, которая классифицируется как гигантская, — "всего" сто тысяч световых лет.

Размер этой пустоты впечатляющий даже в сопоставлении с самой оптимистичной оценкой размера Вселенной.

Подробнее об исследовании этой "холодной точки" и таящимся за ней зиянием скоро можно будет узнать из статьи, которая выйдет в астрофизическом журнале (Astrophysical Journal). Препринт-вариант публикации доступен на сервере arXiv.org.

Астрономы пока что не знают, по какой причине сформировался такой "провал". Но насчёт механизма поддерживающего его, у них уже появилась догадка.

На этой микроволновой карте неба (здесь она показана частично) WMAP Cold Spot выделено квадратиком. Эта зона привлекала внимание как достаточно большой площадью, которую она занимает на небосклоне, так и заметным снижением яркости в микроволновом диапазоне, достигающем 45% (фото Lawrence Rudnick, Shea Brown, Liliya R. Williams).

Скорее всего, дело тут в тёмной энергии. Как утверждают астрономы, её действие проявляется в мегамасштабах и противоположно гравитации: она расталкивает вещество в разных направлениях. Это приводит к разным эффектам, и один из самых заметных — это расширение Вселенной.

Выходит, что тёмная энергия по неясным причинам царствует внутри огромного объёма, который доступен нам в виде WMAP Cold Spot, "выгоняя" оттуда всё вещество. Как объясняют астрономы, фотоны микроволнового фона, проходя через эту зону, насыщенную тёмной энергией, теряют в ней часть энергии. В итоге этот район на карте микроволнового излучения выглядит несколько более холодным.

В общем, Аристотель, утверждавший, что природа не терпит пустоты, снова оказался неправ. О том, что эта идея древнегреческого философа неверна, учёные знают уже давно, но никто не мог вообразить, что эта ошибка может иметь столь чудовищный масштаб.

Статья получена: Membrana.ru