Если вы осмотрите пространство, вы заметите много вещей - планеты, звезды, луны, даже сама галактика - есть одна общая черта: они вращаются. Итак, вращается ли вселенная тоже?
Это та тайна, которую космологи тщательно изучают, потому что она может рассказать нам о фундаментальной природе вселенной.
«Это очень абстрактный вопрос, как и большая часть космологии, но те из нас, кто изучает космологию, думают, что это способ изучения фундаментальной физики», - сказала Тесс Джаффе, астрофизик из Университета Мэриленда и ассистент-исследователь в пространстве Годдарда НАСА. Центр полетов. «Есть определенные вещи, которые мы не можем проверить в лаборатории на Земле, поэтому мы используем вселенную и геометрию вселенной, что может рассказать нам кое-что о фундаментальной физике».
Ученые, размышляя об фундаментальной природе вселенной, исходили из предположения, что вселенная не вращается и не является изотропной, то есть она выглядит одинаково во всех направлениях. Это предположение согласуется с уравнениями Эйнштейна, но не требуется ими. Исходя из этого, ученые создали стандарт космологической модели, которая описывает вселенную.
«Это действительно закодировано в том, как мы выполняем наши расчеты, как мы анализируем наши данные, как мы делаем много вещей», - говорит Даниела Сааде, научный сотрудник Школы физики и астрономии в Ноттингемском университете. в Соединенном Королевстве рассказал Live Science. «Но вы должны проверить это. Вы не можете просто надеяться на лучшее».
Чтобы убедиться, что эти предположения о Вселенной и ее фундаментальной физике были верны, ученые собрали наблюдения для проверки своих моделей. В частности, они использовали свет от космического микроволнового фона, или сокращенно CMB. Этот свет - самый старый, который мы можем наблюдать - испущенный всего через 380 000 лет после Большого взрыва - и является сокровищницей информации для космологов, изучающих вселенную.
CMB выглядит почти одинаково во всех направлениях, но есть небольшие изменения его температуры, всего в тысячных долях, которые были затронуты историей, содержанием и геометрией вселенной. Изучая эти различия, ученые могут увидеть, была ли Вселенная деформирована каким-либо образом, что предполагает вращение или расширение, которое увеличивается в одном направлении больше, чем в другом. Измерения поляризации света - по существу, его ориентации - могут аналогичным образом предоставить информацию о геометрии вселенной.
Ученые обнаружили, что свет CMB не показывает никаких свидетельств того, что Вселенная вращается. Кроме того, вероятность того, что вселенная изотропна, составляет 120 000 к 1, что означает, что она выглядит одинаково, независимо от того, в каком направлении вы смотрите, согласно исследованию 2016 года в журнале Physical Review Letters, проведенному Сааде и Стивеном Фини, астрофизиком из Имперского колледжа. Лондон. Другое исследование показало, что с вероятностью 95% Вселенная является однородной, то есть везде она одинакова в больших масштабах.
Все эти исследования предполагают, что вселенная в значительной степени однородна и не вращается. Этот вывод вряд ли изменится. Будущие измерения поляризации CMB могут улучшиться в ближайшие несколько десятилетий, но новые данные вряд ли будут оспаривать предыдущие результаты.
«Мы охарактеризовали сигнал, который там есть, вплоть до того, что он не имеет никакой дополнительной информации для нас», - сказал Джаффе в интервью Live Science. «Я не думаю, что это оказало бы большое влияние на вопрос о вращении, именно потому, что вращение - это сигнал, который мы ожидаем увидеть в очень больших масштабах, и это было более или менее исключено данными, которые мы уже имеют."
Хотя результат того, что вселенная не вращается, безусловно, является облегчением для космологов, которые основали свои модели на этом предположении, это также дает нам интересную перспективу нашего места во вселенной.
«Мы действительно начали как люди с этой идеи, что мы являемся центром вселенной», - сказал Сааде. «Я думаю, это действительно удивительно, насколько мы крошечные и незначительные».
