Blogio ašis kosmose

Standartinis modelis yra ne tik dalelių fizikoje, jis yra ir kosmologijoje. Nors mūsų įsivaizdavimas apie labai mažas daleles remiasi kvantų teorija, o didelio mastelio visatos modelis – bendrąja reliatyvumo teorija (BRT), A. Einšteino gravitacijos teorija.

BRT lygtys sudėtingos. Kuriant iš jų veikiantį kosmologinį modelį, tenka daryti esminę supaprastinančią prielaidą: kad visata yra daugmaž vienoda visais masteliais ir visomis kryptimis. Tai atrodo gan logiška, jei viskas prasidėjo toje pačioje vietoje, iš DS taško. Bet yra ne viena užuomina, kad gal yra ne visai taip.

Akivaizdžiausiai tai matosi kosminiame mikrobangų reliktiniame spinduliavime (KMRS), pasklidusiame po visą erdvėlaikį praėjus ~380 000 metų nuo DS iš pirmųjų vėstančioje visatoje susidariusių atomų. Atomai tada daugmaž tolygiai pasiskirstė, suteikdami KMRS vienodą temperatūrą – dabar, po daugiau nei 13 milijardų metų vėsimo. Nedideli ploteliai yra kiek karštesni ar vėsesni, tačiau tik keliomis šimtatūtstantosiomis kelvino dalimi. Tai rodo mažus materijos netolygumus, atsiradusius dėl kvantinių spinduliavimo fluktuacijų tankioje ankstyvojoje visatoje. Iš šių gumulėlių vėliau užsimezgė tokios struktūros kaip žvaigždės ir galaktikos.

Kolei kas viskas atrodė gerai. Bet 2005, Kate Land ir João Magueijo iš ICL atrado per KMRS nutįsusią karštų ir šaltų taškų virtinę – kažką, visiškai nederančio su tolygia visata.

Iki šiol tiksliausi KMRS žemėlapiai, sudaryti NASA Planck palydovu, patvirtina šios „blogio ašies“ egzistavimą, o taip pat šaltą dėmę, daug didesnę ir daug šaltesnę, nei turėtų būti tolygiame spinduliavimo fone. Tai, drauge su keletu labiau techninių, tačiau irgi pastovių anomalijų, verčia kosmologus kasytis pakaušius. „Ilgai dalis bendruomenės tikėjosi, kad šis reiškinys ilgainiui dings,“ sako Dominikas Schwarzas iš Bielefeldo universiteto Vokietijoje.

Bet jis nedingo. Egzotiški šios struktūros paaiškinimai teigia, kad tai susidūrimo su kita visata rezultatas, susietumas su kitu kosmosu ar ankstyvos visatos „fazės pokytis“ – kažkas panašaus į ledo virtimą vandeniu. Kitame paaiškinimų spektro gale – paaiškinimai, kad tai gali būti tiesiog statistiniai atsitiktinumai, sako Jo Dunkley, kosmologas iš Oxfordo universiteto – galų gale, juk matome tik vieną dangų. Dabar stengiamasi išmatuoti KMRS poliarizaciją. Jei poliarizacijos žemėlapyje irgi bus anomalijų, sustiprės esamo kosmologinio modelio peržiūrėjimo būtinybė.

Tai galėtų reikšti homogeniškumo prielaidos peržiūrėjimą. Gal šis nukrypimas randasi dėl to, kad už mūsų plotelio ribų vista yra kitokia – pavyzdžiui, gal Žemė yra milžiniškoje tuštumoje, kur vidutinis medžiagos tankis mažesnis. O gal kažkas tose kvantinėse fluktuacijose lėmė, kad ankstyvojoje visatoje didžiausiu masteliu susiformuotų mažiau struktūrų, ir KMRS pakito. „Šios anomalijos tikrai galėtų papasakoti kas vyksta už mūsų kosminio horizonto ribų,“ sako Dunkley. „Kol kas neturime tam tinkamo gero modelio, bet tai nereiškia, kad toks modelis iš viso neegzistuoja.“

Didelio mastelio galaktikų struktūrų tyrimai galėtų suteikti platesnę perspektyvą. Tuo tarpu yra ir visų nemėgiamiausia galimybė: kad visata dėl kažkokios nežinomos priežasties, tiesiog nėra homogeniška ar izotropiška jokiu masteliu. Jei taip, tada neliktų jokių naujų tyrinėtinų dalykų, tik ilgas, vangus bandymas visiškai suprasti tai, ką jau žinome.

Michael Brooks
New Scientist № 3071