Вселенная. Емкие ответы на непостижимые вопросы - Брайан Грин

Рис. 6.

Все это был анализ данных со спутника WMAP, запущенного в 1989 году, который наблюдал температурные вариации в космическом микроволновом фоне по всему небу. Позднее, в 2009 году, был запущен более чувствительный и точный спутник, называемый космической обсерваторией им. Планка. Некоторые полагают, что когда поступят полные данные с Planck, круговые структуры исчезнут. Были немалые споры относительно очевидного значения круговых структур, обнаруженных в данных WMAP. Однако по данным Planck эти структуры не пропали, но стали более заметными. На рисунке 7 показано изображение, полученное по данным Planck, проанализированным Гурзадяном тем же образом, что и данные WMAP. Опять, как и на рисунке 6, данные Planck показывают множество наборов из по меньшей мере трех концентрических колец с узким распределением. Теперь мы видим гораздо больше подобных центров. Более того, польская группа Майсснера, используя ту же процедуру, что и для данных WMAP, но несколько более изощренную, нашла в данных Planck подтверждение реальности круговых структур примерно на том же уровне значимости, что и в предыдущий раз.

Рис. 7.

Тем не менее благодаря понятному нежеланию настолько серьезно менять традиционную космологическую картину, аргументов против достоверности наблюдательных свидетельств в пользу КЦК все еще очень много. Однако эта критика сфокусирована на статистических вопросах касательно общего числа обнаруженных круговых структур, а не на более заметном глазу факте значительной анизотропии распределения этих структур по небу. Более того, как мы видим из рисунка 8, показывающем центры троек (или большего числа) концентрических колец с узким распределением, обнаруженных Гурзадяном в данных Planck, имеется не только явная неравномерность распределения, но видно, что сгущения этих колец часто совпадают с цветом, которым на этом рисунке для каждого центра показана средняя температура концентрических колец. Здесь красный цвет обозначает температуру выше средней, а синий – ниже средней. Таким образом, рис. 8 иллюстрирует два аспекта этих сгущений. Первый – очень плотное сгущение самих центров в относительно небольших областях, что для меня неожиданно. Второе – если рассмотреть положения этих сгущений на небе, видна их сильная корреляция с цветовым кодом. Более того, напомню, что группа Майсснера обнаружила сходные с нашими результаты, и что группа Скотта получает те же изображения, что и мы. Конвенциональное объяснение температурных вариаций в космическом микроволновом фоне состоит в том, что они происходят от квантовых флуктуаций поля («инфляционного поля»), которые пронизывают инфляционную фазу изменения температуры вселенной. Традиционное объяснение наблюдаемых температурных вариаций говорит нам, что они должны быть, по сути, случайными квантовыми событиями. Но мы видим на рисунке 8, что цвет прямо коррелирует со сгущениями – и КЦК предсказывает именно такого рода корреляцию!

Рис. 8.

Почему именно такую? Согласно КЦК, тот или иной избыток цвета в определенном месте на микроволновом небе является прямым указанием на расстояние от нас до источника сигнала (скопления галактик), имеющего вид концентрических кругов. Здесь возможна некоторая путаница, потому что самые удаленные источники – те, от которых сигнал идет к нам. Поэтому температура излучения, идущего от них, смещена в синюю сторону, хотя в терминах традиционной космологии более далекие источники – более красные. То есть, их температура выше средней, поэтому на рисунке 8 этот эффект изображен красным цветом. Сравнительно более близкие источники видимы как несколько более холодные кольца, потому что их сигнал идет в другую сторону от нас. Согласно КЦК, явно видимое красное пятно справа, чуть ниже вырезанной полосы, происходит от громадной области скопления галактик («супер-пупер скопление»), которая находится на огромном расстоянии от нас, в предыдущем эоне. Его размер может быть оценен исходя из углового диаметра области красных точек, а общий для всех этих точек оттенок красного говорит о том, что суперскопление хотя и огромно, но все же локализовано на шкале расстояний. Синяя область вверху справа – сигнал от чего-то более близкого и имеющего меньший размер (хотя все равно масштаба «супер-пупер»). Всего этого нет в стандартной космологии, с КЦК это согласуется!

Если вы не верите в КЦК, эти наблюдения придется объяснять как-то по-другому. Традиционое объяснение температурных вариаций СMB следующее. Температурные вариации вызваны «квантовыми флуктуациями» в поле, которое необходимо, чтобы произвести инфляцию в ранней вселенной. Не буду объяснять, как это работает – для нас главное, что в этом случае процессы должны быть случайными, то есть на небе не должно быть выделенных направлений. Соответственно, размещение центров концентрических колец с узким распределением температуры на рисунке 9 должно выглядеть как случайная россыпь, без значимых отклонений от средней температуры (в нашей цветовой кодировке все они выглядели бы зелеными). Хорошо было бы объяснить несоответствие между наблюдаемой неоднородной картиной (как на рис. 8) и предсказаниями традиционной теории, которые должны быть в большей степени похожи на рисунок 9.

Рис. 9.

Источники

An, D., Meissner, K.A. and Nurowski (2015) P.I. arXiv:1510.06537 DeAbreu, A., Contreras, C., Scott, D. Searching for concentric low variance circles in the cosmic microwave background (2015) JCAP, 12, 031 Einstein, A. (1917) Kosmologische Betrachtungen zur algemeinen Relativitätstheorei. Sitzungsberichte derPreussischen Akedemie der Wissenschaften. Gurzadyan, V.G. and Penrose R. (2013) On CCC-predicted concentric low-variance circles in the CMB sky. Eur. Phys. J. Plus (2013) 128: 22 DOI 10.1140/epjp/i2013-13022-4. Gurzadyan,V.G. & Penrose, R. (2016) CCC and the Fermi paradox Eur. Phys. J. Plus (2016) 131: 11. Hawking, S.W. (1974) Black hole explosions? Nature, 248, 30-1. Hawking, S.W. (1976) Black holes and thermodynamics Phys. Rev., D13(2) 191. Meissner, K. A., Nurowski, P. and Ruszczycki, B. (2013) Structures in the microwave background radiation, Proc. R. Soc. A469:2155, 20130116, arXiv:1207.2498[astro-ph.CO]. Penrose, R. (2006) Before the big bang: an outrageous new perspective and its implications for particle physics. In EPAC 2006 – Proceedings, Edinburgh, Scotland, pp.2759-62 ed. C.R.Prior (European Physical Society Accelerator Group, EPS-AG). Penrose, R. (2009) The Basic Ideas of Conformal Cyclic Cosmology, in Death And Anti-Death, Volume 6: Thirty Years After Kurt Gödel (1906–1978), Chapter 7, pp. 223–242. (Ed. Charles Tandy, Ria University Press, Stanford, Palo Alto, Calif.) ISBN 978-1-934297-03-2. Penrose, R. (2010) Cycles of Time: An Extraordinary New View of the Universe. (Bodley Head, London). (ISBN 978-0-224-08036-1; 9780099505945). Perlmutter, S. et al (1998) Cosmology from type Ia supernovae Bull. Am. Astron. 29. [astroph/9812473]. Rindler, W. (2001) Relativity: Special, General, and Cosmological (Oxford University Press, Oxford). Schnidt, B. His lecture at this Starmus occasion. Tod, K.P. (2003) Isotropic cosmological singularities: other matter models. Class. Quantum Grav. 20 521–534 doi:10.1088/0264-9381/20/3/309