Космическое фоновое излучение (CMB) — это остаток Большого взрыва — фон всего неба, который «светится» на волнах, соответствующих телу при температуре 2,73 градуса выше абсолютного нуля (около -270 градусов по Цельсию). Реликтовое излучение довольно однородно, но показывает некоторые (очень небольшие) флуктуации. Эти флуктуации являются ключом к пониманию деталей Большого Взрыва и всей ранней жизни во Вселенной. Ученые только что пришли к выводу, что Прохладное пятно — область на небе примерно на 0,00015 градуса холоднее, чем ее окружение — не является результатом недостатка окружающего вещества, как считалось ранее. Исключение этой приземленной возможности оставляет дверь открытой для более экзотических объяснений.
В исследовании под руководством Руари Маккензи и Тома Шэнкса из Центра внегалактической астрономии Даремского университета.Ученые изучают возможность того, что появление Холодного пятна вызвано «суперпустотой» — областью, очень бедной галактиками и другими крупными скоплениями материи. Как обычная, так и темная материя имеют тенденцию слипаться в космосе, в конечном итоге образуя огромные структуры, такие как скопления галактик и сверхскопления, оставляя пустоты, лишенные значительного количества каких-либо крупных объектов. Этот эффект еще больше усугубляется расширением Вселенной. Это приводит к тому, что микроволновое фоновое излучение, идущее к нам из области космологических войдов, выглядит иначе, чем это же излучение, которое на пути к земному наблюдателю должно пройти через области с более высокой плотностью вещества.
В более ранних подобных исследованиях использовалась техника, называемая фотометрическим сдвигом, для измерения расстояния галактик, лежащих по направлению к Холодному пятну. Этот метод включает в себя чтение цвета данной галактики. Более далекие галактики кажутся окрашенными в красный цвет, чем те, что ближе к нам. Однако эти так называемые фотометрические красные смещения часто имеют очень высокую неопределенность. Вместо этого команда Маккензи и Шанкса исследовала спектроскопические красные смещения галактик. Они гораздо более точны и позволили ученым определить расстояния до 7000 галактик по направлению к Холодному пятну.
Однако эти более точные измерения, чем раньше, указывают на то, что в этом направлении действительно нет сверхпустоты! Что еще более интересно, область Хлодной Пламы, по-видимому, так же богата скоплениями галактик, как и любая другая. Существенных различий между этим участком неба и остальными участками с типичной радиационной температурой просто нет. Это означает, что существование гораздо более холодной области нельзя объяснить на основе стандартной космологии — модели Вселенной, которая в настоящее время используется для ее описания и изучения. Исследователи приходят к выводу, что к этому типу данных наблюдений следует подходить с осторожностью, но их также можно использовать в качестве одного из ориентиров для стандартной модели.
Но откуда взялось Холодное Пятно? По оценкам команды, даже без постулируемого сверхпустота вероятность его случайного появления в небе составляет около 1 из 50. Таким образом, мы не можем полностью исключить, что это результат каких-то редких флуктуаций в космосе в рамках стандартной модели. Но есть и более экзотические идеи. Один из них – столкновение нашей Вселенной с другой. Если за это будут говорить дальнейшие, более детальные анализы микроволнового фонового излучения, Холодное пятно может стать первым свидетельством существования мультивселенной — огромного количества, не связанного с другими нашими вселенными. Хотя этот объект, безусловно, не является таким доказательством на данный момент, его присутствие указывает на проблему в стандартной космологической модели, которая требует дальнейшего рассмотрения и исследования.