Синці на тілі світобудови
Фізики знайшли сліди зіткнень нашого Всесвіту з іншими світами.
Учені з Великої Британії, Канади та США провели дослідження реліктового космічного випромінювання. Відповідно до теорії Великого вибуху, воно має бути однорідним у всіх напрямках (ізотропним). Виявилося, однак, що в чотирьох ділянках небесної сфери реліктове випромінювання різко відрізняється від загального фону.
Наразі однією із провідних моделей походження світу є гіпотеза про вічну інфляцію (eternal inflation). Відповідно до неї, ми живемо в одному з безлічі всесвітів. Короткий період космічного існування, що мав місце «у нас» відразу після Великого вибуху, у цій моделі — лише один із безлічі таких процесів, які траплялися в різний час у різних частинах світобудови. Кожен епізод на кшталт локального Великого вибуху породжував власний усесвіт, щось на зразок пузиря в єдиному суперкосмосі. Але якщо за час свого існування ці сусідні всесвіти-пузирі зіштовхувалися, слід від катаклізму має зберегтися в реліктовому фоні. Автори дослідження вважають, що ділянки, де реліктове випромінювання статистично вірогідно відрізняється від загального фону, є саме слідами таких зіткнень.
Шум, який привів до Нобелівської премії
Реліктове випромінювання космосу було передвіщено Георгієм Гамовим, Ральфом Альфером і Робертом Германом 1948 року на підставі створеної ними теорії первісного Великого вибуху, після якого утворився наш Всесвіт. Воно мало з’явитися тієї миті, коли, приблизно через 300 тис. років після «години Х», гаряча плазма охолонула настільки, що із протонів, які входили в неї, нейтронів і електронів почали формуватися атоми водню та інших елементів. Спектр такого випромінювання не схожий на спектр зірок та інших радіоджерел.
Можливість його виявлення на фоні випромінювання галактик і зірок в ділянці сантиметрових радіохвиль була обґрунтована розрахунками А.Г.Дорошкевича та І.Д.Новикова 1964 року. А наступного Арно Пензіас і Роберт Вудроу Вільсон із Bell Telephone Laboratories у Холмдейлі (штат Нью-Джерсі) побудували радіометр, який вони мали намір використовувати для експериментів у галузі супутникових комунікацій.
Під час калібрування приладу з’ясувалося, що антена «шумить» — від неї не одержати абсолютно чистого сигналу. Невеликий шумовий фон не змінювався ні від напрямку, ні від часу роботи. Радіотелескоп демонтували, ще й ще раз випробували його «начинку». Усунули, здається, все. Зібрали знову — шум відновився! Після довгих роздумів теоретики дійшли висновку, що це не що інше, як постійний фон космічного радіовипромінювання, що заповнює Всесвіт рівним потоком. У 1978 році Пензіас і Вільсон за своє відкриття здобули Нобелівську премію.
Однак земна атмосфера заважала дослідженню реліктового випромінювання, і всерйоз його почали проводити тільки з виведенням у космос радіотелескопів. У 1983 році почалася робота орбітального телескопа РЕЛІКТ-1. Виявилося, якщо забрати з цього випромінювання деякі складові, пов’язані з рухом Землі, Сонячної системи та нашої галактики, то реліктовий фон майже по всій небесній сфері дійсно ізотропний із точністю до 0,01%. Але ще в січні 1992 року російські вчені опублікували статтю про те, що реліктове випромінювання, яке за теорією має бути однорідним, насправді має ділянки з порушенням ізотропності. 2006 року за це була присуджена Нобелівська премія з фізики, щоправда, не їм, а американцям, які оголосили про таке відкриття, зроблене за допомогою супутника Cosmic Background Explorer (COBE) трьома місяцями пізніше…
А через якийсь час, після виведення на орбіту американського космічного апарата Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP), удалося скласти докладну карту реліктового випромінювання. Найвідомішою ділянкою неба, де воно дуже ослаблене, є так звана холодна пляма WMAP — WMAP Cold Spot, виявлена в 2007 році в сузір’ї Ерідана. Її і почав досліджувати професор Лоуренс Рудник з Університету Міннесоти.
Те, що він там виявив, шокувало астрономів. Учений не зміг знайти в цій ділянці простору ні галактик, ні зірок, ні навіть газу — нічого! Ця величезна порожнина розташована в 6—10 мільярдах світлових років від нас. А її розміри просто вражають: за оцінками дослідників, вона має діаметр приблизно в мільярд світлових років. Для порівняння: діаметр нашої галактики, що класифікується як гігантська, — «лише» 100000 світлових років, тобто в 10000 разів менше.
Утім, треба сказати, що така діра у світобудові раніше була передвіщена «на кінчику пера» астрофізиком Лаурою Мерсіні-Хаутон, і саме в річищі гіпотези про множинність світів і їхніх імовірних зіткнень.
Хто дав стусана Всесвіту?
Що далі — то більше. У напрямку, визначеному ще однією аномалією реліктового випромінювання, було виявлено колосальні скупчення галактик. Але справа не в них самих, а в тому, що вони з величезною швидкістю рухаються в одному напрямку. Це загадкове явище всесвітніх масштабів назвали темним потоком (Dark flow) за аналогією із двома іншими таємницями космосу — темною матерією і темною енергією.
Над аналізом явища билася група астрофізиків Олександра Кашлинського з космічного центру Годдарда. Вони дійшли висновку, що цей потік скупчень галактик, віддалений від нас на 3 мільярди світлових років, що простягається на мільярди світлових років і летить зі швидкістю близько тисячі кілометрів на секунду, являє собою слід від взаємодії нашого Всесвіту з гіпотетичним іншим всесвітом. Схоже, що якась неймовірна сила добряче «врізала» по цих галактиках. А оскільки усередині нашого Всесвіту такої сили нема, залишається припустити, що вона була зовнішньою.
Пізніше декілька фахівців висловили сумніви в коректності обчислень Олександра Кашлинського, як і в існуванні самого потоку. Однак у новій роботі вчені зі США, Іспанії та Британії повідомляють, що одержали додаткове підтвердження реальності феномена й обчислили нові його параметри. І що «тиск» інших всесвітів — мильних бульок — один на одний призвело до сил, які згенерували величезні нерівномірності в нашому власному.
Уявлення про те, що наш Всесвіт може бути лише одним серед безлічі інших, за останні двадцять років перетворилося з наукової фантастики на теорію мультивсесвітів. Коректно уявити її собі важко: у грубому наближенні це «бульки», що містяться в якійсь загальній кулі. Якщо це припущення правильне, виходить, що дані, взяті з реліктового фону, можуть розповісти нам про щось, що знаходиться за межами нашого світу, і довести, що він — тільки мала частина набагато масштабнішої реальності.
