Hogyan magyarázzák meg a relikviális sugárzás titokzatos hidegpontját • Mikhail Stolpovsky • Tudományos hírek az "elemekről" • Kozmológia, asztrofizika

Hogyan magyarázzuk meg a relikviális sugárzás titokzatos hidegpontját?

Ábra. 1. Galaktikus koordinátákban a háttérsugárzás ingadozásainak térképe a Planck tér-megfigyelőközpont adatai alapján. Kéken jelölt területek, amelyek mintegy pár tucat microkelvinov hidegebb piros. Kép: esa.int

Relik sugárzás – a korai világegyetem elsődleges plazmájából származó fény, amelyet ma mikrohullám háttér formájában rögzítenek – segített a kozmológia sok kérdésének megoldásában. Hála neki, a Big Bang-elmélet vált a világegyetem standard elméletévé. És most továbbra is fontos információkat kapunk, tanulmányozva az ereklyés sugárzást. De vannak benne anomáliák, amelyeket a tudósok még mindig nem értenek. Közülük egy hideg hely, amely a modern kozmológiában a legforróbb viták egyikével társul.

Relikus sugárzás

A normál kozmológiai modell szerint, amikor az Univerzum fiatal volt (a Big Bang és néhány százezer évvel később néhány másodperc múlva), forró plazma volt feltöltve – szabad protonok, elektronok és nagyenergiájú ionizáló sugárzás (fotonok) leves. Ha bármelyik proton elektronhoz kapcsolódott, hidrogénatomot képezve, akkor egy ilyen atomot azonnal megtörtek a fotonok.Az idő múlásával az univerzum kibővült, és a sugárzási sűrűség és a hőmérséklet csökkent. Valamikor a foton energia már nem elegendő a plazma fenntartásához. A protonok és az elektronok semleges hidrogénatomokat tudtak alkotni, és a fotonok szabad útvonala nagyobb lett, mint a látható Univerzum nagysága – az anyagtól elválasztott sugárzás, és először a Big Bang után, az Univerzum átláthatóvá vált. A felszabadított fotonokat ma relikus sugárzás formájában látjuk (2.

Ábra. 2. Körülbelül 400 ezer évvel az ősrobbanás után szétválasztották a sugárzást az anyagtól (kicsi piros hullámú körök). Ebben az esetben mindegyik pontból a sugárzást minden irányban azonnal kibocsátották. Most, majdnem 14 milliárd év után (ebben az ábrán 14 milliárdot kerestek a 15-re), látjuk, hogy ez a reliktusz sugárzás minden oldalról érkezik. Kép: en.wikipedia.org

Az Univerzum kiterjesztése következtében a CMB hullámhossza már a milliméteres tartományban van, de a kibocsátás idején körülbelül 1100-szor rövidebb (lásd: Kozmológiai vöröseltolás). Ennek megfelelően ma ennek a sugárzásnak a hőmérséklete 2,7 K, és a sugárzás idején – körülbelül 3000 K.A modern világegyetemben relikus sugárzás dominál, vagyis ezek a régi fotonok sokszor nagyobbak, mint az összes csillag fotonjai (3.

Ábra. 3. Az égbolt térképei galaktikus koordinátákban különböző hullámhosszakon (hullámhosszak jelennek meg minden kép alatt). Fél milliméteres hullámhosszúságoknál a legzajosabb csillagok, például a Tejút vagy a zodiákus fény (az egész égbolton, a legfényesebb 25 μm-en). De a milliméteres hullám nagyon fényes sugárzást mutat, ami az egész égboltról ragyog. Ez a háttérsugárzás. Képforrások: látható fény – milkywaysky.com weboldal, hullámhossz 1,25-240 mikron között – DIRBE fotométer adatok, hosszú hullámhossz – FIRAS spektrofotométer adatok. Mindkét eszközt a COBE műholdra telepítették. Sötét csíkok a FIRAS térképeken az égbolt szkennelésének sajátosságai miatt következnek be; nincs ilyen zenekar az égen

A háttérsugárzás hőmérsékletéről szólva azt értjük, hogy ennek a sugárzásnak a frekvenciaspektruma egy bizonyos hőmérsékletű fekete test spektruma. Itt a nem "tudományos" szót használják (elvégre a tudományban ellenőrzik amennyire csak lehet elmélet korrelál a kísérlettel).De a háttérsugárzás spektrumának mérésekor (4. Kérjük, vegye figyelembe, hogy a bemutatott mérési hibák 400-szorosak – egyébként egyszerűen nem lennének láthatóak. A háttérsugárzás spektrumának mérése az összes kozmológia legpontosabb mérése.

Ábra. 4. A háttérsugárzás frekvenciaspektruma (pontokat szegmensekkela FIRAS eszközzel mérve), és annak összehasonlítását egy fekete test spektrumával, 2,725 K hőmérsékleten. Az intenzitás a kibocsátási frekvencia függvényében jelenik meg (alsó vízszintes tengely) vagy hullámhossz (felső vízszintes tengely). A mérési hibákat 400-szorozzuk meg

Az amerikai rádiós csillagászok, Arno Penzias és Robert Wilson 1964-ben felfedezett relik sugárzása lett a legfontosabb megerősítése a Big Bang-elmélet helyességének. Mégis: közvetlenül egy 400 ezer éves fiatal világegyetem plazmáját láttuk (összehasonlítjuk a világegyetem mai korával, körülbelül 14 milliárd évvel). Ma, a CMB sugárzás megfigyelésének folytatásaként egyre többet tanulunk a korai időszakban zajló folyamatokról.

Most a relikviális sugárzás megfigyelése terén végzett kísérletek az anizotrópia vizsgálatára koncentrálnak. Mint már említettük, a háttérsugárzás fénye minden oldalról jön. A CMB fotonjai közel azonos hőmérsékletűek, függetlenül az érkezésük irányától (vagyis a CMB sugárzás szinte izotróp). Vannak azonban kis hőmérsékleti ingadozások az útvonal mentén (a háttérsugárzás anizotrópiája). Az ingadozások amplitúdója nagyon kicsi: az átlagos eltérés körülbelül 10−5 a háttérsugárzás átlaghőmérsékletétől (1.

A korai univerzumban a plazmaméret ingadozását véletlenszerű folyamatok határozzák meg, ezért tanulmányozásukra logikus, hogy statisztikai módszereket alkalmazzanak. Ehhez meg kell vizsgálni a különböző szögtartományok ingadozásait és az úgynevezett szöghatás spektrumot. A különböző korszerű kísérletekben mért hőmérséklet-ingadozások teljesítményspektrumát a 2. ábrán mutatjuk be. 5. Megmutatja az úgynevezett többmezők-értékek spektrumát, amelyek fordítottan arányosak a szögmérettel.

Ábra. 5. A háttérsugárzás hőmérsékleti ingadozásainak szögsebessége a Planck adatai szerint, WMAP projektek (9 éves megfigyelések végeredményei), ACT és SPT. A teljesítmény spektrum azt mutatja, hogy a különböző szögméretekben milyen ingadozások kapcsolódnak egymáshoz. Például egy magas csúcs 1 ° -on (felső vízszintes tengely; az alsó tengelyen a többpólusú értéket mutatja: l = π / α, ahol α a felső vízszintes tengely szöge) azt jelenti, hogy az ingadozások legtipikusabb mérete 1 °. Szürke szaggatott vonal a kísérleti adatok és a standard kozmológiai modell összehasonlítását mutatja. A Planck Collaboration, a 2013. évi Planck 2013 eredményei. I. A termékek áttekintése és tudományos eredmények

E mérések egyik fontos eredménye a mért teljesítmény spektrum és a standard kozmológiai modell szerinti várakozás összehasonlítása (amelyről elmondható, hogy a sötét energia 70% -át és a sötét anyagot 25% -át tartalmazó Univerzum a Big Bang után repül ez történt 13,8 milliárd évvel ezelőtt). Az elméleti spektrummal való egybeesés nagy pontossággal figyelhető meg, ami megerősíti az Univerzum modelljének helyességét.

Hidegpont relik sugárzás

Az ereklyés sugárzási ingadozásait egyenletesen osztják el az égi szférán: nem látjuk, hogy az ég egyes részein vörös (vagy kék) foltok nagyobbak vagy kisebbek. Nos, ez szinte nem látható. Legalább egy olyan anomália van, amelyet "hidegpontnak" neveznek (lásd CMB hidegpont). A déli félgömb Eridanus konstellációjában van, és kb. 5 ° sugarú (6. A helyszínen a háttérsugárzás hőmérséklete 70 μK-kal alacsonyabb, mint az átlag (annak ellenére, hogy az átlagos eltérés az egész égbolton csak 18 μK), és a közepén a hőmérséklet 150 μK-kal csökken. A hideg helyszínt 2001-ben fedezték fel a WMAP, a második generációs tér mikrohullámú teleszkóp segítségével (a CMB fluktuációinak vizsgálatának első generációja a 80-90-es években, a negyedik generáció kezdete).

Ábra. 6. Galaktikus koordináták háttérsugárzás ingadozásainak térképe a Planck műhold alapján. Az oldalsávon Nagyrészt hideg helyszínt mutat. Kép a csillagászatról

De a fő probléma még a hidegpont hőmérsékletén sem, de annak mérete miatt. A CMB térképet nehéz megmondanihogy a kiemelt hidegpont valami szokatlan és furcsa. Úgy tűnik, hogy mindkét vörös (meleg) és kék (hideg) folt sokkal nagyobb méretű. Itt mindenekelőtt emlékeztetni kell arra, hogy ez a kép a háttérsugárzás ingadozásainak rekonstruált térképe. Minden, ami a központi vízszintes vonalon van, valójában elrejti tőlünk a Tejút sugárzása (lásd a 3. ábrát). És ehhez egy bonyolult eljárásra van szükség az ég térképek különböző frekvenciákon való kombinálásához annak érdekében, hogy "levonjuk" a Galaxist. Ennek eredményeként egy teljes relikviális sugárzási térképet kapunk, de a Tejút mögött rejtett területeken nem sok a bizalom, és általában nem használják az elemzésben. A szem látható részének nagy része pontosan a térkép megbízhatatlan területe. A hidegpont az ég tiszta, megbízhatóan mért területe, a Tejút távol. Másodszor, tényleg szokatlanul hideg.

Hogy elmagyarázzam, miért olyan furcsa a hidegpont, bemutatjuk a horizont fogalmát. A horizont a legnagyobb távolság, amely egy részecske repülhet a Big Bang pillanatától, ha a fénysebességen mozog. A horizont korlátozza az univerzum oksági kapcsolatban álló területeit: mivel az információ (azaz bármilyen fizikai interakció) nem képeshogy a fénysebességnél gyorsabban terjedjenek, a Világegyetem régiói egymástól elválasztva, a horizonton nagyobb távolságban, nem lehetnek közösek egymással. A CMB sugárzás elválasztásának pillanatában a horizont olyan méretű volt, amely már körülbelül 1 ° -os szögben látható (ne feledje, hogy a teljesítményspektrum első csúcsa pontosan 1 ° érték). Így nagyon furcsa látni, hogy hideg helyen a hőmérséklet 6-ra korrelálkörülbelülnagyobb távolságok. Úgy tűnik, valami történt ezen a helyen, amely a fénysebességnél nagyobb sebességgel terjedt el.

Valójában a tudósok úgy vélik, hogy a korai világegyetemben olyan folyamat volt, amely a fénysebességnél gyorsabban terjeszkedett. Ez a folyamat az infláció egyik korszakában zajlott le, amely kb−33 a nagy bumm után. Ma az inflációnak köszönhetően nagy sugárzási távolságot mutatunk az izotropikus sugárzásnak.

Az egyik leggyakoribb tévhit a Big Bang-elméletről azzal a ténnyel kapcsolatos, hogy a Big Bang egy szingularitásból származik, amely egyszerű értelemben teljes leálláshoz kapcsolódik. Ezért vannak olyan kérdések, mint például: "És hol van az égen, ahol a Big Bang történt?" Nincs ilyen pont, és ezért van.Úgy vélik, hogy a világegyetem végtelen, bár nem látjuk teljesen. És azt is tudjuk, hogy a világegyetem kibővül. Ha visszatekintünk az idő tengely mentén, ennek megfelelően látni fogjuk, hogy tömörítve van. És most a kérdés: ha összeadjuk a végtelenséget, akkor milyen ponton fog megszűnni a végtelenség és "nulla" lesz? A helyes válasz: semmilyen módon! Az Infinity végtelen marad, még akkor is, ha végtelenül összenyomjuk. Ugyanaz a világegyetem: végtelen volt a történelem minden pillanatában, beleértve a Nagy Bang Bang pillanatát is.

De most, ha a világegyetem kezdettől fogva végtelen volt, akkor miért van az ereklye relikus sugárzása szinte ugyanolyan hőmérsékleten? Elvégre azt mondtuk, hogy a horizont mérete csak 1 °! Tehát a CMB sugárzásnak számos ok-okozati kapcsolatban nem álló területből kell állnia. És nagyon furcsa látni, hogy annyira azonosak. Ezt nevezik a horizont problémájának (lásd Horizon probléma).

Ennek a problémának (és számos más kapcsolódó feladatnak) való megfelelés érdekében az Alan Guth, Andrei Linde és Paul Steinhardt fizikusok kifejlesztettek egy inflációs elméletet, amely szerint a mai "megfeszített" világegyetem (az "infláció" angol szó "felfújja" ok-okozati kapcsolatban álló terület.Az infláció elmélete, amelyet gyakran a standard kozmológiai modell részének tekintünk, azt sugallja, hogy a 10−36 legfeljebb 10 évig−33-10−32 c a nagy bumm után az Univerzum nagy gyorsulással bővült (aztán tovább bővült, de gyorsítás nélkül). Bár eddig a fizikusok nem jöttek közös álláspontra, annak köszönhetően, hogy az Univerzum az infláció idején felgyorsult, sok kísérleti jel arra utal, hogy valóban ez volt a helyzet. Jelenleg folyik az utolsó inflációs bizonyíték keresése – a CMB sugárzás B-módú polarizációja.

Az inflációnak köszönhetően szabálytalanságokat találtunk az Univerzum sűrűségeloszlásában, amelyből a galaxisok később kialakultak (először ezek a szabálytalanságok mikroszkopikus kvantum-ingadozások voltak, amelyek ezután "nagy méretűek" voltak). Azonban bár az infláció egy olyan mechanizmust javasol, amely összekapcsolja az Univerzum területeit szuper-horizontális távolságokkal, még mindig furcsa: miért van a reliktus sugárzási szabálytalanságok mindenütt 1 ° vagy annál kisebb méretűek, és egy hidegpont körül, akár 5 ° -kal?

Szóval összefoglaljuk a részösszegeket. Van egy nagyon furcsa anomália az ereklye sugárzási térképen – egy hideg hely.A nagyméretű, körülbelül 5 ° -kal és alacsony hőmérsékleten különböztetik meg – a CMB sugárzás átlagos hőmérsékletétől való eltérés közel 10-szer nagyobb, mint az égbolt más területein.

Magyarázat a Void használatával

A hidegpont megjelenése legalább kétféleképpen magyarázható: feltételezhető, hogy a korai világegyetemben valamilyen folyamatból származik, és azt is megkeresheti, hogy a későbbi időszakokban mi lehet a reliktum sugárzása. Először a második lehetőséget fogjuk megvitatni.

A legegyszerűbb módja annak, hogy megmagyarázzuk a hidegpont megjelenését, feltéve, hogy a galaxisok eloszlásában az üregek adott irányba mutatnak. Tudjuk, hogy a galaxisok a világegyetemben egy nagyméretű struktúrát alkotnak, amely klaszterekből áll, összekötve szálukat és üregüket (üregek) közöttük.

A világegyetem nagyméretű szerkezete a számítógépes szimulációban egy szabványos kozmológiai modellen alapul. Minden fényes pont – galaxis. A bemutatott terület nagysága több mint 100 millió fényévre terjed ki

Miért lehet az üresség megmagyarázni a hideg helyet? Tekintsük a relik sugárzásnak az üregen áthaladó fotont.A gravitációs vöröseltolódás következtében a foton elveszíti energiáját a nagyobb gravitációs potenciálú régióból származó üres tér bejutásával. Vagyis a fotonnak energiát kell fordítania ahhoz, hogy kilépjen a gravitációs potenciálból. Az ürességből kilépve a foton ismét elveszi az elveszett energiát. Azonban a növekvő Univerzum esetében, a vákuumból való megjelenéskor a gravitációs potenciál nem lesz olyan mély, és a foton nem kap teljesen elveszett energiát. Így az üregek a háttérsugárzás fotonjait hűtik. És a klaszterek, éppen ellenkezőleg, felmelegítik őket. Átlagosan mindkét hatás kompenzálja egymást. Ha azonban egy nagy ürességünk messze van tőlünk, akkor észrevehető a mikrohullámú háttérsugárzás fotonjainak hűtése.

A közelünkben lévő üresség kedvezőbb magyarázat a hidegpont kialakulására, mint a korai univerzum anomáliája, mert ma a horizont sokkal nagyobb, mint akkor. Vagyis az anizotrópia a közelben sokkal valószínűbb, mint a messze. Az "Űrhajósok: hidegpont, Eridan túlfeszített és nagy falai" című cikkében (Kovács A., J.García-Bellido, 2016. A kozmikus bajok: a hidegpont, az Eridanus Felügyelő és a Nagy Falak), melyeket 2016 nyarán jelentettek be, szerzői Kovács András és Juan Garcia-Bellido kinyilvánítják, hogy a hidegpont irányába ürítenek eredményeket és kiegészíti a korábbi tanulmányokat ebben a kérdésben, lásd különösen Sapudi István, András Kovács és mások cikkét: I. Szapudi et al., 2015. Kozmikus mikrohullám háttérének felismerése. A felfedezett üresség az Eridanus konstellációjában pontosan olyan, mint amilyennek: szűknek és nagyon hosszúnak kell lennie, amely kiterjeszti minket a vöröseltolódás értékére Z = 0,3 (vagyis ennek az ürességnek a távolabbi szélén látjuk a Világegyetemet, ami 1,3-szer kisebb, mint a modern, ami körülbelül 800 Mpc).

Miután tanulmányozta ezt az ürességet részletesen, Kovács és Garcia-Bellido arra a következtetésre jutott, hogy az összekapcsolt kisebb üregek láncolatából áll. Az anyag sűrűsége 25% -kal kevesebb, mint a helyi univerzum átlaga. Az üreg hossza a látómező mentén körülbelül 500 Mpc, és a szélessége körülbelül száz Mpc. Azonban, miután mindent őszintén tanulmányoztak, a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy az Eridanus üressége még mindig nem "üres", hogy megmagyarázza a hidegpont előfordulását. A CMB hőmérsékletét ebben az irányban csak a megfigyelt 150 μk-vel csökkentheti.

Kiderül ellentmondásos következtetés.Egyrészt az Eridanus üressége és a hidegpont egyértelműen egymáshoz kapcsolódik, mert mindketten ugyanazon a helyen vannak az égen. De a feltárt üresség nyilvánvalóan nem elegendő ahhoz, hogy teljes mértékben alátámassza ezt a kapcsolatot. Lehetséges, hogy ilyen kapcsolat létezik, de ahhoz, hogy felfedezzék, meg kell vizsgálnunk teljes kozmológiánkat? Ezután a hideg helyszín egy új izgalmas fizika ablak lesz.

Állj meg, ne olyan gyorsan. Talán nincs új fizika is. 2017. áprilisi cikkében "A háttérsugárzás hidegpontjával kapcsolatos utasítás hiánya" (R. Mackenzie és munkatársai, 2017. A CMB hidegpontot okozó felügyelet elleni bizonyíték), amelyet Sapudi István és munkatársai már említettek, azt mutatják, hogy Eridan üressége nem olyan nagy. Számításaik szerint csak 100 MPa méretű és 34% -kal kevesebb sűrű, mint a környező Universe. És bár ezek a számítások szerint az eridaniai vákuum üres, a mikrohullámú háttérsugárzás hőmérsékletének csak 6 μK-os csökkenésével magyarázható. A hidegpont irányába még mindig van néhány üreg, de ezek még kisebbek, és összességében nem adnak még a kívánt hatást sem.

Meg kell magyarázni, hogy miért különbözõ eredményeket kaptak a különbözõ tanulmányokban.A galaxis teleszkóppal való megfigyelésével pontosan tudjuk mérni pozícióját az égen, de a távolság mérése nem könnyű feladat. Vagyis az ég háromdimenziós térképének kialakításához két jól mért koordinátát és egy – rosszul mért értéket találunk. A távolságok meghatározásához egy vöröseltolásos mérés szükséges, amely a fent említettek szerint azt jelzi, hogy az Univerzum mennyivel kisebb volt a távoli galaxisból származó fény kibocsátása idején. Valójában a vöröseltolás a távolságok mérése rendkívül hosszú távolságokon (~ 100 Mpc-tól kezdve). A vöröseltolódást viszont a csillagok spektruma méri: maga a "vöröseltolás" kifejezés azt jelenti, hogy a távoli objektumok fényspektruma a hosszú hullámok felé tolódik (pirosabbnak tűnnek). Ezért a vöröseltolódás méréséhez nem egy egyszerű teleszkópot, hanem néhány olyan eszközt kell használni, amely érzékeny a sugárzási hullámhosszra.

Két megközelítést alkalmaznak: fotometrikus és spektrometriás. A fotometria abban rejlik, hogy a teleszkóp különböző hullámhosszakon figyeli az eget, minden hullámhosszat külön-külön (megközelítőleg, mint egy digitális fényképezőgépben: vörös, zöld és kék színeket külön kell venni).A fotometriai megközelítés lehetővé teszi, hogy egyszerre vizsgálja meg a tárgyakat a teleszkóp látómezőjében. De ugyanakkor rossz szenzitivitást biztosít. A spektrometriás megközelítés a spektrométer külön-külön történő használatát jelenti a teleszkóp szempontjából. Ez kiváló spektrummérést eredményez. De ez a mérés nehezen elvégezhető minden olyan tárgy esetében, amely látható a teleszkópban (az egyes objektumok spektrumának mérése időt vesz igénybe, bár kicsi). Ezért el kell választani, hogy mely objektumok mérjék meg a spektrumot, és amelyre nem. Kiderül, hogy mindkét módszer hibát ad: a fotometriai méréseknél ez a piros eltolás mérési hibája, és a spektrometriában a hiba egy korlátozott minta következménye. A tárgyalt cikkek közül az elsőben mind a fotometriai, mind a spektrometriás méréseket használtuk, míg a spektrometriai adatokat a vöröseltolódás kis értékére (a legközelebb a számunkra) koncentráltuk. A felhasznált katalógusok csaknem 100 ezer galaxist tartalmaznak, bár a legtöbbjük vöröseltolódásokon helyezkedik el Z <0,1. A második cikk spektrometriás adatokat használt a redshift értékig. Z = 0,4, de ugyanakkor a cikk szerzői csak 7000 galaxist tudtak felfedezni.

Összefoglalva.A hidegpont és az ehhez kapcsolódó üresség kérdése az Univerzum helyi régiójában a modern kozmológia "forró" egyike. És remélhető, hogy a közeljövőben ez a kérdés teljesen lezárul, vagy nagyon érdekes felfedezéseket fog hozni. Jelenleg egyértelmű, hogy a hidegpont irányában többé-kevésbé (a tanulmányban használt adatoktól függően) ritka terület. De amennyire tudomásul vesszük, ez a ritka terület – Eridann üressége – nem elég nagy és üres ahhoz, hogy megmagyarázza a hidegpont előfordulását. Hogy ez a két jelenség kapcsolódik-e vagy sem, nem tisztázott. Általánosságban elmondható, hogy az Eridanus ürességének megfigyelésének ténye szintén érdekes kutatási téma: nagyon nagy, ez az üresség. De a hidegpont miatt eddig mindent valahogy homályos. És még egyszer: két kozmikus furcsaság – Eridanus üressége és a relikviális sugárzás hideg pontja – ugyanazon az égen zajlott le. Véletlen egybeesés? Talán – igen, talán – nem. Meg kell értened.

Magyarázat a korai univerzumban

Most vegye figyelembe a hidegpontok egzotikusabb forgatókönyvét.Feltételezik, hogy a Big Bang után az első pillanatokban kialakult hidegpont. Általában keveset tudunk erről az időről. Becslések szerint kb−32 c a Big Bang után, amikor az Univerzum felgyorsult, az infláció kora véget ért. Még korábban, 10−36 Mivel ez után volt egy olyan korszak, amikor erős, gyenge és az elektromágneses interakciók egybe kerültek. De nincs koherens elméletünk, amely elmagyarázná a folyamatokat ebben a korszakban. És még korábban, egészen 10-ig−43 c, a titokzatos Planck-korszak volt. Egyáltalán nem értjük, hogy milyen tér és idő volt. Különböző feltételezések és spekulációk ezekről a korai időszakokról olyan titokzatos dolgokat előre jeleznek, mint a kozmikus húrok vagy monopólusok. A hidegpont valószínűleg ilyen korai jellemzők lenyomata lehet, ha például heterogén téridős textúrák (M. Cruz és munkatársai, 2007. Cosmic Microwave Background) vagy heterogenitás az inflációs mezőben ( Juan C. Bueno Sánchez, 2014. A hidegpont inflációs eredete (anomália).

Egy másik egzotikus magyarázat azt sugallja, hogy az inflációs korszak kezdetén a Világegyetem egy másik univerzummal ütközött, ami egy hidegpont kialakulásához vezetett (K. Larjo, T. S. Levi, 2009.Buborék, buborék, áramlás és Hubble: nagy méretű galaxisáramlás a kozmológiai buborékütközésektől). Az infláció elmélete számos értelmezésében azt sugallja, hogy egy bizonyos elszigetelt buborék-univerzumban élünk, és hogy még mindig sok buborék van, amelyekben talán az univerzum evolúciója teljesen más módon megy keresztül. Ha az infláció kezdetén a buborék ütközött egy másikba, akkor számíthatunk arra, hogy egy relik sugárzásnál helyet vagy lemez alakú szerkezetet láthatunk (képzeljük el, hogy olyan szappanbuborékban élünk, amely egyszer átjutott egy másik buborékkal: ha átmennek egy kicsit, akkor a miénk a buborék folt maradhat, és ha erősen keresztezik, akkor gyűrű marad). Ha igen, akkor a hidegpont lehet az első megfigyelhető jelenség, amely a korai univerzum egzotikus fizikáját tükrözi, beleértve a string-fizikát is.

Ábra. 7. Az infláció elmélete azt jelenti, hogy egy elszigetelt buborék-univerzumban élünk, és hogy sok más buborék létezik, ahol lehetnek más univerzumok is. Ábra a bbc.com-ból

Ne felejtsük el azonban, hogy a hidegpont csak véletlenszerű képződmény lehet. Ha figyelembe vesszük világunk fizikai paramétereit, és sok véletlenszerű szimulációt hajthatunk végre az Univerzumban, akkor az 50 szimuláció egyikében a hidegpontunkhoz hasonló lesz. És ez nem olyan alacsony valószínűséggel.

Összegzésként érdemes megjegyezni, hogy kiindulópontunk, az a kijelentés, hogy a hidegpont valami rendkívül szokatlan, nem olyan kategorikus. Hogyan általánosan megállapítható, hogy ez a struktúra rendellenes? Ehhez a mexikói sombrerushoz hasonló funkciót használnak a háttérsugárzás hőmérsékleti ingadozásainak mért térképrészletén. Különböző sügér használata esetén kereshet különböző szögméretű rendellenességek. Ez az elemzés a hidegpont kizárólagosságát mutatja. De vajon mit reagál az elemzés? Kiderül, hogy az elemzés nemcsak a hely közepén alacsony hőmérsékletre reagál, hanem egy emelt hőmérsékletű gyűrűre is. E meleg gyűrű nélkül a hidegpont jelentősége alacsonyabb lesz. Bár még a hideg helyszín is kivételes és érthetetlen anomália marad.

forrás:
1) A. Kovács, J. García-Bellido, 2016. Kozmikus bajok: a hidegpont, az Eridanus felügyelete és a nagy falak // A Királyi Csillagászati ​​Társaság havi közleményei. 2016. október 21. DOI: 10.1093 / mnras / stw1752.
2) R. Mackenzie és munkatársai, 2017. A CMB hidegpontja felügyeletével kapcsolatos bizonyítékok // A Királyi Csillagászati ​​Társaság havi közleményei. 2017. szeptember 11. DOI: 10.1093 / mnras / stx931.

Mikhail Stolpovsky


Like this post? Please share to your friends:
Vélemény, hozzászólás?

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: