Роберт Сойер - Вселенная. Емкие ответы на непостижимые вопросы

Конечно, возникает вопрос, будут ли у этой схемы какие-либо измеримые последствия. На самом деле, должны быть. Я пытался представить, какие процессы могли бы быть наиболее бурными в эоне, предшествовавшем нашему, и могли бы создать сигнал достаточной силы, чтобы он был замечен в нашем эоне. Идея, которая пришла мне в голову, это столкновение в том предыдущем эоне двух сверхмассивных черных дыр, с созданием еще большей черной дыры, которая поглотит обе исходные. Выброс энергии при таком столкновении может быть обнаружен в нашем эоне. Эта энергия будет распространяться, в основном, в виде гравитационных волн, и, согласно уравнениям КЦК, эти волны распространятся в наш эон в форме импульса энергии, переданного темной материи нашего текущего эона на ранней стадии его эволюции. Такой сигнал мы можем наблюдать как круглое кольцо в космическом микроволновом фоне, вокруг которого будет зона немного повышенной температуры (для особенно далеких источников, сигнал от которых будет направлен к нам в виде узкого пучка) или немного пониженной температуры (для относительно близких источников, когда узкий сигнал направлен от нас). Этот сигнал может быть обнаружен, поскольку колебание температуры (узкое распределение температуры) вокруг такого кольца будет аномально малым среди других колец с тем же центром.

Можно ожидать, что в большом скоплении галактик будет достаточно крупных галактик со сверхмассивными черными дырами в центре. Можно ожидать, что за долгую историю такого скопления подобных столкновений будет множество, и остановятся они только когда во всем скоплении останется одна сверхмассивная черная дыра. Эти скопления создадут круглые кольца в нашем космическом микроволновом фоне, которые будут казаться нам концентрическими, потому что скопления галактик остаются, в целом, связанными структурами, несмотря на ускоренное расширение вселенной под действием космологической постоянной Λ. Таким образом, подтверждение теории КЦК может быть получено в форме необъяснимого избытка в космическом микроволновом фоне концентрических колец с узким распределением температуры.

У меня есть коллега из Армении, Вахе Гурзадян, который искал такие сигналы. После нескольких начальных неудач мы обнаружили отчетливые подтверждения того, что эти сигналы в самом деле присутствуют в космическом микроволновом фоне. Конечно, может оказаться, что найденные сигналы – лишь видимость, созданная случайным стечением обстоятельств. Необходимо выполнить тщательный анализ, чтобы убедиться, что такие сигналы действительно присутствуют на уровне выше случайного. Используя простую, но довольно необычную процедуру, мы смогли собрать значительное количество данных, подтверждающих это. Немногим позже некоторые другие наши коллеги в Польше под руководством Кшиштофа Майсснера, используя несколько иной и более традиционный метод статистического анализа, нашли дополнительное подтверждение значимого присутствия подобных круговых сигналов.

Я хочу показать вам несколько изображений микроволнового неба, проанализированных согласно процедурам, предложенным Гурзадяном и мною. Рис. 6 – это изображение микроволнового фона, на котором показаны наборы круглых колец с узким распределением температуры, в каждом из которых не менее трех колец имеют общий центр. (Пустая горизонтальная полоса посередине рисунка, закрывающая область от линии на 20° выше до линии на 20° ниже галактической плоскости Галактики, исключена, чтобы убрать шум от Млечного Пути). Мы обнаружили 352 таких центра, что значительно больше, чем можно было ожидать от случайного распределения. Мы также использовали очень простую, хотя и новаторскую процедуру, чтобы показать, что такой же поиск концентрических колец эллиптической, а не круговой формы обнаруживает значительно меньшее их число, резко уменьшающееся с ростом эллиптичности. Польская группа Майсснера использовала совсем другой метод анализа данных космического микроволнового фона (и не рассматривала вопрос о концентричности), но тем не менее получила результат на уровне достоверности 99,7 % [11] Обычно считается, что 99,73 % – это минимальный уровень достоверности, необходимый для подтверждения той или иной гипотезы. – Прим. ред. , что круговые структуры не просто случайность. Канадская группа, возглавляемая Дугласом Скоттом, использовала те же процедуры, что и Гурзадян, и также обнаружила картину концентрических кругов, практически идентичную на рисунке 6, так что круговые структуры на самом деле выглядят настоящими. Однако авторы последнего исследования, скептически относящиеся к КЦК, заключили, что эти структуры все же являются статистическим эффектом.

Рис. 6.

Все это был анализ данных со спутника WMAP , запущенного в 1989 году, который наблюдал температурные вариации в космическом микроволновом фоне по всему небу. Позднее, в 2009 году, был запущен более чувствительный и точный спутник, называемый космической обсерваторией им. Планка. Некоторые полагают, что когда поступят полные данные с Planck , круговые структуры исчезнут. Были немалые споры относительно очевидного значения круговых структур, обнаруженных в данных WMAP . Однако по данным Planck эти структуры не пропали, но стали более заметными. На рисунке 7 показано изображение, полученное по данным Planck , проанализированным Гурзадяном тем же образом, что и данные WMAP . Опять, как и на рисунке 6, данные Planck показывают множество наборов из по меньшей мере трех концентрических колец с узким распределением. Теперь мы видим гораздо больше подобных центров. Более того, польская группа Майсснера, используя ту же процедуру, что и для данных WMAP , но несколько более изощренную, нашла в данных Planck подтверждение реальности круговых структур примерно на том же уровне значимости, что и в предыдущий раз.

Рис. 7.

Тем не менее благодаря понятному нежеланию настолько серьезно менять традиционную космологическую картину, аргументов против достоверности наблюдательных свидетельств в пользу КЦК все еще очень много. Однако эта критика сфокусирована на статистических вопросах касательно общего числа обнаруженных круговых структур, а не на более заметном глазу факте значительной анизотропии распределения этих структур по небу. Более того, как мы видим из рисунка 8, показывающем центры троек (или большего числа) концентрических колец с узким распределением, обнаруженных Гурзадяном в данных Planck , имеется не только явная неравномерность распределения, но видно, что сгущения этих колец часто совпадают с цветом, которым на этом рисунке для каждого центра показана средняя температура концентрических колец. Здесь красный цвет обозначает температуру выше средней, а синий – ниже средней. Таким образом, рис. 8 иллюстрирует два аспекта этих сгущений. Первый – очень плотное сгущение самих центров в относительно небольших областях, что для меня неожиданно. Второе – если рассмотреть положения этих сгущений на небе, видна их сильная корреляция с цветовым кодом. Более того, напомню, что группа Майсснера обнаружила сходные с нашими результаты, и что группа Скотта получает те же изображения, что и мы. Конвенциональное объяснение температурных вариаций в космическом микроволновом фоне состоит в том, что они происходят от квантовых флуктуаций поля («инфляционного поля»), которые пронизывают инфляционную фазу изменения температуры вселенной. Традиционное объяснение наблюдаемых температурных вариаций говорит нам, что они должны быть, по сути, случайными квантовыми событиями. Но мы видим на рисунке 8, что цвет прямо коррелирует со сгущениями – и КЦК предсказывает именно такого рода корреляцию!