Ученые доказали изотропность Вселенной
Из изотропии — независимости от направления взгляда наблюдателя — логически следует и однородность пространства, т. е. отсутствие во Вселенной особых точек симметрии. Где бы вы ни находились, вещество во Вселенной будет для вас распределено примерно одинаково — если, конечно, вы берете достаточно большие масштабы.
На предположении о равноправии всех точек и направлений наблюдения во Вселенной (космологическом принципе) основывается космологическая теория расширяющейся вселенной Фридмана, в рамках которой сегодня проводит свои расчеты большинство ученых в мире. Космологический принцип реализуется только в очень больших масштабах. Вещество распределено неоднородно для того, кто сравнивает звезды, галактики и скопления галактик и огромные пустые пространства между ними. Однако на достаточном удалении Вселенная однородна и изотропна. Этот принцип не нарушают даже крупнейшие наблюдаемые космические структуры — галактические нити (филаменты) и образуемые ими «великие стены», достигающие сотен миллионов световых лет. Читать далее
Для того, чтобы доказать или опровергнуть положение об изометрии Вселенной, ученые обычно измеряют реликтовое излучение, самое древнее явление в космосе. Реликтовое излучение зародилось сразу после Большого взрыва и пронизывает космос уже 13,8 миллиардов лет.
В анизотропной вселенной можно было бы обнаружить закономерности распределения температуры реликтового излучения — например, спиральные, как на картинке ниже. На самом деле Вселенная изотропна и однородна, а картина распределения температуры реликтового излучения похожа на белый шум на телеэкране.
Верхнее изображение: ESA and the Planck Collaboration; D. Saadeh et. al., Нижнее изображение: zenodo.
Экспериментальные данные иногда заставляют астрофизиков подвергать космологический принцип сомнению. В 2006 году космический аппарат NASA WMAP (Wilkinson Microwave Anisotrophy Probe) измерил температуру реликтового излучения в разных частях вселенной, и результаты этих измерений потрясли научное сообщество: они опровергали космологический принцип. На картине, полученной при помощи WMAP, была четко видна «ось зла», заставляющая рассматривать космос как анизотропное пространство. Позднее исследование сотрудника Физического института имени Лебедева РАН (ФИАН) Андрея Дорошкевича и его соавтора из Специальной астрофизической обсерватории (САО РАН) Олега Верходанова позволило убрать статистическую ошибку, которая породила «ось зла».
Даниела Сааде и Эндрю Понцен (Daniela Saadeh и Andrew Pontzen) из Университетского колледжа Лондона привели самые убедительные на сегодняшний день доказательства изотропии пространства. Они использовали данные, собранные космической обсерваторией Европейского космического агентства «Планк» в период с 2009 по 2013 годы. Полученная карта температуры реликтового излучения является самой подробной из существующих сегодня. Вместо того, чтобы искать неоднородность распределения температуры, ученые поступили следующим образом: они создали список всех возможных вариантов существования выделенных направлений во вселенной и систематически проверяли базу данных на наличие свидетельств о них. Такой анализ позволил сделать следующий вывод: шансы на то, что в космосе существует выделенное направление или ось, равны 1: 121000. Для космологов, чьи вычисления основываются на предположении об изотропии Вселенной, это довольно обнадеживающая цифра.
Результаты работы Сааде, Понцена и их коллег будут опубликованы в журнале Physical Review Letters.
