Сверхпустота не объясняет таинственную холодную точку реликтового излучения
В течение многих лет космологи думали, что странная особенность, появляющаяся в микроволновом небе, известная как холодное пятно реликтового излучения, возникает из-за того, что свет проходит через гигантскую сверхпустоту. Но новое исследование ставит этот вывод под сомнение. Космический микроволновый фон (CMB) — единственный величайший источник света во всей Вселенной. Он полностью пронизывает все пространство и состоит из света, оставшегося с того времени, когда космосу было всего 380 000 лет. В то время наша Вселенная расширилась и остыла до такой степени, что могла перейти из горячей плотной плазмы в немного более холодный, но нейтральный газ. В результате этого процесса было высвобождено раскаленное добела излучение с температурой около 10 000 К. Однако за прошедшие 13,8 миллиарда лет это излучение остыло и сместилось в красную сторону примерно до трех градусов выше абсолютного нуля, что прочно ставит его в микроволновый режим.
Внутри этого света есть крошечные выпуклости, колебания и изменения яркости. Эти вариации распространяются по небу и невероятно малы, с разницей не более одной стотысячной. Эти вариации представляют собой крошечные различия в плотности в ранней Вселенной, которые в конечном итоге вырастут, чтобы стать галактиками и скоплениями. Космологи в значительной степени понимают статистические свойства этих ударов и покачиваний, но есть один существенный выброс, известный как холодное пятно. Холодное пятно составляет около 10° в поперечнике, и хотя оно не является исключительно холодным, сочетание его более низкой температуры и огромных размеров ставит его за пределы того, что мы ожидаем от нашей стандартной космологической модели.
Одна правдоподобная гипотеза, объясняющая холодное пятно, состоит в том, что свет в этом направлении космического микроволнового фона прошел через очень большой участок Вселенной, плотность которого ниже средней, нечто, называемое сверхпустотой. Поскольку сверхпустота настолько велика, свету требуется огромное количество времени, чтобы пересечь ее. И в это время сама пустота становится больше и глубже по мере развития Вселенной. Это означает, что когда свет входил в сверхпустоту, пустота была меньше, чем когда свет выходил. Эта разница истощает энергию излучения, вызывая его охлаждение и красное смещение больше, чем в среднем для остальной части реликтового излучения.
Обзоры галактик показали потенциальное присутствие суперпустоты в направлении холодного пятна. Но новое исследование показывает, что известные сверхпустоты в этом направлении могут объяснить только часть размера и температуры холодного пятна. Действительно, новый анализ показывает, что в этом направлении не может быть достаточно большой суперпустоты, даже скрытой за пределами наших нынешних наблюдательных возможностей. Новое исследование, опубликованное на сервере препринтов arXiv, не предлагает решения загадки холодного пятна, но говорит нам, что нам еще многое предстоит узнать.
