Новая подробная картина детской вселенной, где красный цвет указывает на теплые пятна, а синий - на более холодные области. Изображение предоставлено NASA / WMAP. Увеличить
Ученые собрали новые данные, которые подтверждают инфляционную теорию расширения, благодаря новым данным, полученным с помощью микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона НАСА (WMAP). Космический аппарат непрерывно наблюдал за космическим фоновым излучением; послесвечение Большого взрыва. Эти последние наблюдения позволили получить карту неба, настолько детальную, что ученые смогли проследить, как микроскопические флуктуации в первичной Вселенной были увеличены за триллионную долю быстрого расширения, чтобы создать звезды и галактики, которые мы видим сегодня.
У ученых, заглядывающих назад к самому старому свету во вселенной, есть новые доказательства в поддержку концепции инфляции. Концепция предполагает, что вселенная расширилась во много триллионов раз в размере менее чем за триллионную долю секунды в начале большого взрыва.
Это открытие, сделанное с помощью микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона НАСА (WMAP), основано на трехлетних непрерывных наблюдениях космического микроволнового фона (CMB), света послесвечения, излучаемого вселенной менее миллиона лет.
Данные поляризации WMAP позволяют ученым впервые провести различие между конкурирующими моделями инфляции. Это веха в космологии. «Теперь мы можем различать разные версии того, что произошло в течение первой триллионной секунды вселенной», - сказал главный исследователь WMAP Чарльз Беннетт из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе. «Чем дольше наблюдает WMAP, тем больше она раскрывает информацию о том, как наша Вселенная выросла от микроскопических квантовых флуктуаций до огромных пространств звезд и галактик, которые мы видим сегодня».
Предыдущие результаты WMAP были сфокусированы на изменениях температуры этого света, который обеспечил точный возраст вселенной и понимание ее геометрии и состава. Новые наблюдения WMAP дают не только более подробную температурную карту, но также и первую карту полного поляризации CMB. Этот крупный прорыв позволит ученым получить гораздо более глубокое понимание того, что произошло в течение первой триллионной секунды вселенной. Результаты WMAP были представлены в Астрофизическом журнале и размещены на
http://wmap.gsfc.nasa.gov/results
Физика Большого взрыва описывает, как материя и энергия развивались за последние 13,7 миллиардов лет. Наблюдение WMAP за покровом холодного микроволнового излучения, которое пронизывает вселенную, показывает закономерности, которые отмечают семена того, что превратилось в звезды и галактики. Образцы - крошечные различия температуры в этом чрезвычайно однородном свете. WMAP распознает колебания температуры на уровнях, меньших миллионной степени.
WMAP может разрешать особенности космического микроволнового фона на основе поляризации или способа, которым свет меняется в зависимости от среды, через которую он проходит. Например, солнечный свет, отражающийся от блестящего объекта, поляризован. Сравнение яркости широких функций с компактными функциями на микроволновом фоне или в свете послесвечения помогает рассказать историю детской вселенной. Одно давнее предсказание заключалось в том, что яркость будет одинаковой для характеристик всех размеров. Напротив, самые простые версии инфляции предсказывают, что относительная яркость уменьшается по мере того, как функции становятся маленькими, тенденция, наблюдаемая в новых данных.
«Это совершенно новая территория, - сказал член команды WMAP Лайман Пейдж из Принстонского университета в Принстоне, штат Нью-Джерси. - Данные по поляризации станут сильнее, поскольку WMAP продолжает наблюдать микроволновый фон. Новые результаты WMAP повышают актуальность поиска знака гравитационной волны инфляции. Если в будущих измерениях будут видны гравитационные волны, это будет серьезным свидетельством инфляции ».
Благодаря более богатой карте температур и новой карте поляризации данные WMAP поддерживают самые простые версии инфляции. Как правило, инфляция предполагает, что в начале большого взрыва квантовые флуктуации - кратковременные всплески энергии на субатомном уровне - были преобразованы быстрым инфляционным расширением в флуктуации вещества, которые в конечном итоге позволили сформироваться звездам и галактикам. Самые простые версии инфляции предсказывают, что самые большие колебания также будут самыми сильными. Новые результаты WMAP поддерживают эту подпись.
Теория инфляции предсказывает, что эти же флуктуации также породили первичные гравитационные волны, искажение пространства-времени которых оставляет подпись в поляризации CMB. Это будет важной целью будущих измерений CMB, которые, в случае их обнаружения, дадут потрясающее подтверждение инфляции.
«Инфляция была удивительной концепцией, когда ее впервые предложили 25 лет назад, и теперь мы можем подкрепить ее реальными данными», - сказал член команды WMAP Гари Хиншоу из Центра космических полетов имени Годдарда НАСА в Гринбелте, штат Мэриленд.
WMAP, партнерство между Годдардом и Принстоном, было начато 30 июня 2001 года. Команда WMAP включает исследователей в американских и канадских университетах и институтах. Для изображений и информации в Интернете о WMAP, посетите:
http://www.nasa.gov/vision/universe/wmap_pol.html
Первоисточник: пресс-релиз НАСА
