На самых дальних уголках наблюдаемой Вселенной находится один из самых загадочных объектов современной космологии: космическое микроволновое фоновое холодное пятно.
Обнаруженная в 2004 году, это странная особенность оставила след на микроволновом фоне Большого Взрыва и была в центре внимания в течение многих лет. Может быть, это признак другой Вселенной? Или это инструментальная погрешность? Теперь астрономы могут с точностью сказать природу происхождения холодного пятна, и для объяснения этого явления не требуется гипотеза мультивселенной. Но это и не погрешность прибора.
Когда холодное пятно было впервые обнаружено с помощью космического аппарата НАСА, предназначенного для изучения реликтового излучения (WMAP), астрономы быстро поняли, что это образование является крупнейшей структурой в космосе. Но так как измерения были проведены только с одного телескопы, у ученых было опасение, что это может быть инструментальной ошибкой.
Тогда телескоп Европейского космического агентства Планка, который задействован для измерения небольших изменений температуры реликтового излучения (известных как анизотропия), также обнаружил холодное пятно. Несмотря на некоторые теории, данное образование на самом деле могло быть ошибкой, вызванной нашими методами статистического анализа, однако в данном случае пятно оказалось реальным.
Одной из самых невероятных (и, честно говоря, захватывающих) гипотез, объясняющее холодное пятно, сосредоточено вокруг Вселенной. Исходя из теории суперструн, мультивселенная утверждает, что наша Вселенная является лишь одной из многих вселенных. И что же это за холодное пятно? Это может быть одной из соседних Вселенных, которая «уткнулась» в нашу собственную.
Гипотеза мультивселенной, безусловно, является одной из наиболее невероятных космологических идей, но существуют и другие объяснения холодного пятна. Одной из них является существование суперпустоты во Вселенной между нами и холодным пятном.
Благодаря сочетанию данных из телескопа системы Pan-STARRS, расположенного на Халикала, Мауи, и спутника НАСА WISE, Иштван Сапуди из Института астрономии в Гавайском университете и его коллеги нашли крупнейшую отдельную структуру, и эта структура могла быть образована аномальным холодным пятном.
Предыдущие исследования показали, что существует мало доказательств весьма отдаленной структуры в направлении холодного пятна. Но, как ни парадоксально, труднее выявить более крупные структуры, которые находятся ближе к нам, чем более далекие. Путем построения 3-D карты галактик, исследователи обнаружили огромный регион, расположенный на расстоянии всего в 3 миллиарда световых лет от Земли (это близко в большой космологической схеме вещей), который имеет меньшую плотность галактик, чем остальная часть известной нам Вселенной. Эта огромная суперпустота имеет в диаметре около 1,8 млрд световых лет.
Так что же нам делать с холодным пятном реликтового излучения?
Реликтовое излучение – наиболее древняя форма излучения, которая известна во Вселенной. Образованное сразу после Большого Взрыва около 14 миллиардов лет назад, это слабое излучение идет к нам от самых дальних уголков наблюдаемой нами Вселенной.
Если реликтовое излучение «столкнется» с суперпустотой, то благодаря эффекту Са́кса — Во́льф характеристики излучения могут измениться. Так как Вселенная расширяется, излучения проходя через суперпустоту потеряет больше энергии, чем излучение, которое путешествует через «нормальное» пространство, создавая холодный след в карте анизотропии Планка. Этот отпечаток проявится в виде огромного холодного пятна.
Опубликованное в журнале Monthly Notices Королевским астрономическим обществом, это исследование не может окончательно связывать суперпустоту с холодным пятном, но маловероятно, что эта обширная суперпустота, которая находится в том же месте неба, что и холодное пятно реликтового излучения просто совпадение.