Наша Вселенная может быть искривлённой, а не плоской

Исследователи заговорили о том, что Вселенная может быть асимметрична, в 2004 году, когда были получены первые данные космического аппарата NASA WMAP, изучавшего реликтовое космическое излучение.

Скептики утверждали, что наблюдаемые на картах аномалии являются всего лишь результатом системной ошибки, и потому для подтверждения в мае 2009 года Европейское космическое агентство (ESA) запустило космический аппарат Planck, который сделал снимки в более высоком разрешении. Анализ снимков «Планка» подтвердил наличие аномалий.

Объяснить увиденное взялись двое космологов из университета Эдинбурга — Эндрю Лиддл (Andrew Liddle) и Марина Кортес (Marina Cortês). Они рассмотрели инфляционную модель Вселенной, которая подразумевает наличие особого периода, имевшего место сразу после Большого взрыва. В ходе него Вселенная расширилась на много порядков всего за долю секунды.

Обычная инфляционная модель гласит, что Вселенная является плоской, а расширение происходит из-за воздействия так называемого квантового инфлятонного поля, которое выполняет две функции. Во-первых, оно вызывает гиперрасширение, а во-вторых, генерирует микроскопические флуктуации плотности вещества, которые провоцируют формирование протогалактик (зачатков будущих галактик).

Но эта модель не объясняет наблюдаемого перекоса Вселенной, если только не брать в расчёт статистическую случайность. По словам Лиддла, если аномалии на карте космического микроволнового излучения не являются статистической случайностью, то это полностью меняет наши представления о конфигурации Вселенной.

В своей статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters, Лиддл и Кортес рассматривают инфляционную модель под новым углом. Они предполагают наличие и другого квантового поля, помимо инфлятонного, которое ответственно за искривление Вселенной. Действием этого поля можно объяснить флуктуации плотности вещества на ранних этапах существования Вселенной. Согласно выводам Лиддла и Кортес, инфлятонное поле отвечает лишь за гиперрасширение.

Исследователи показывают, что описанное ими поле должно было вызвать флуктуации плотности вещества, которые выглядели бы как масштабные поверхности с отрицательной кривизной. Если взять гипотетический очень большой треугольник и растянуть его в космосе, его внутренние углы в сумме окажутся менее 180 градусов. В плоской Вселенной сумма углов составила бы ровно 180 градусов, а в положительно искривлённой — более 180 градусов.

Гипотеза, предложенная Кортес и Лиддлом, гласит, что асимметрия космического микроволнового фона определяется отсутствием однородности вещества в очень крупных масштабах, что в свою очередь объясняется действием искривляющего поля.

Добавим, что новая гипотеза хоть и выглядит интересной, но большинство наблюдений всё же указывают на то, что Вселенная плоская. Аномалии же космического микроволнового фона достаточно малы, чтобы вписаться в погрешности классической инфляционной модели. Как говорят авторы исследования, дальнейшие наблюдения покажут, какая из версий верна.