Звукові хвилі, що виникли на ранніх стадіях формування Всесвіту, містять відомості про вік, склад і геометрію Космосу.
Спочатку було світло. На зорі історії світобудови йонізована речовина випромінювала випромінювання, а потім знову захоплювала його. Пізніше, коли Всесвіт розширився й охолов, електрони та протони з’єдналися, утворивши нейтральні атоми, і речовина втратила здатність захоплювати світло. Через 14 млрд років фотони, випромінені під час великого вивільнення світла, утворюють космічний мікрохвильовий фон (МКФ), або реліктове випромінювання.
ОГЛЯД: КОСМІЧНА АКУСТИКА
1.Інфляція (швидке розширення Всесвіту в перші миті після Великого вибуху) збудила звукові хвилі, які спричиняли почергові стиснення та розширення областей первинної плазми.
2.Коли Всесвіт достатньо охолов і утворилися нейтральні атоми, картина розподілу густини, створена акустичними хвилями, закарбувалася в реліктовому випромінюванні.
3.Вивчивши акустичну модуляцію реліктового випромінювання, космологи змогли оцінити вік, склад і геометрію Всесвіту. З’ясувалося, що основним компонентом сучасного Всесвіту є таємнича темна енергія.
Налаштуйте телевізор на будь-яку вільну від телевізійних каналів частоту, і близько 1% перешкод, які ви побачите на екрані, будуть зумовлені космічним мікрохвильовим фоном. Астрономи встановили, що реліктове випромінювання надходить практично однаково з усіх напрямків. Його всюдисущість і сталість свідчать про те, що воно виникло задовго до того, як сформувалися зорі, планети й галактики. Простота Всесвіту тих часів дає змогу з високою точністю передбачити властивості МКФ і порівняти їх із результатами найточніших спостережень, які проводять за допомогою радіотелескопів, установлених на аеростатах і космічних апаратах. Вивчення реліктового випромінювання допомагає вченим знайти відповіді на деякі вічні запитання: з чого складається Всесвіт, який його вік, звідки взялися всі наявні в ньому об’єкти?
Уперше МКФ виявили в 1965 р. Арно Пензіас (Arno Penzias) і Роберт Вілсон (Robert Wilson), які шукали джерело таємничого фонового шуму, що його приймали радіолокаційні антени. Їхнє відкриття остаточно підтвердило теорію Великого вибуху, згідно з якою Всесвіт на ранніх етапах існування являв собою щільну гарячу плазму, що складалася із заряджених частинок і фотонів. Відтоді внаслідок розширення Всесвіту реліктове випромінювання охололо до 2,7 К. Однак у момент, коли воно було випромінене, його температура становила близько 3000 К.
Спектр МКФ, виміряний у 1990 р. штучним супутником Землі COBE (Cosmic Background Explorer), точно збігся з розрахунковим. Однак це вражаюче досягнення затьмарила справжня сенсація: COBE виявив невеликі, порядку 0,001%, відмінності температури реліктового випромінювання, що надходить із різних напрямків. Понад 20 років учені намагалися виявити анізотропію МКФ, яка допомогла б зрозуміти, як у ході еволюції первинної плазми утворилися галактики, зорі й планети.
ЧАСОВА ШКАЛА ВСЕСВІТУ
У період інфляції Всесвіт швидко розширювався, і плазма, що складалася з фотонів і заряджених частинок, поширилася далеко за межі горизонту, який обмежує область, доступну погляду гіпотетичного спостерігача. Через 380 тис. років почалася рекомбінація: виникли перші атоми й реліктове випромінювання. Ще через 300 млн років світло перших зір знову йонізувало більшу частину водню та гелію.
У 2001 р. для складання карти МКФ було запущено космічний апарат WMAP (Wilkinson Microwave Anisotropy Probe), який віддалився від Сонця на 1,5 млн км далі від Землі й залишився на навколосонячній орбіті. На підставі отриманих з його допомогою даних було зроблено висновок, що просторовий розподіл температури реліктового випромінювання підпорядковується певній закономірності. Ба більше, результати спостережень дали змогу точніше оцінити вік, склад і геометрію Всесвіту. Учені немовби намагалися визначити конструкцію музичного інструмента за характером його звучання. Однак космічну симфонію виконують дуже дивні музиканти під акомпанемент дивовижних збігів, у яких нам належить розібратися.
Ще наприкінці 1960-х рр. Джеймс Піблз (P. James E. Peebles) і Джер Ю (Jer Yu) з Принстонського університету дійшли висновку, що в молодому Всесвіті мали поширюватися звукові хвилі. (Майже водночас дуже схожих висновків дійшли Яків Зельдович і Рашид Сюняєв із Московського інституту прикладної математики.) Коли випромінювання ще перебувало в пастці речовини, тісно пов’язані системи фотонів, електронів і протонів поводилися як газ, у якому будь-яке збурення густини породжувало поздовжню звукову хвилю, що являла собою послідовність стиснень, які нагрівають газ, і розріджень, які охолоджують його, що поширювалася в просторі. Так виникла мінлива картина всесвітніх температурних флуктуацій.
Пошук начал
Через 380 тис. років після Великого вибуху Всесвіт виріс приблизно до однієї тисячної своїх нинішніх розмірів. Температура газу знизилася, і протони почали захоплювати електрони, утворюючи атоми. Цей процес, який називають рекомбінацією, докорінно змінив ситуацію. Фотони практично перестали стикатися із зарядженими частинками і вперше отримали можливість вільно поширюватися в просторі. Так картина гарячих і холодних областей, створена звуковими хвилями, назавжди застигла в структурі МКФ. Тоді ж речовина звільнилася від тиску випромінювання, який перешкоджав утворенню згустків матерії, що під дією сил тяжіння ущільнилися і з часом стали зорями та галактиками. Сучасний рівень варіацій температури МКФ, який становить 0,001%, точно відповідає амплітуді, необхідній для утворення великомасштабних структур, які ми бачимо сьогодні.
Що ж стало джерелом первинного збурення, яке породило звукові хвилі? Питання непросте. Спостерігаючи за розвитком Всесвіту від самого початку, ми могли б бачити лише простір, обмежений так званим горизонтом, радіус якого дорівнює відстані, яку встигло пройти світло з моменту Великого вибуху. Оскільки інформація не може передаватися швидше за світло, горизонт визначає сферу впливу будь-якого фізичного механізму. Якщо, намагаючись з’ясувати походження структур певного розміру, ми рухатимемося в минуле, горизонт звужуватиметься і зрештою стане меншим, ніж утворення, які нас цікавлять. Отже, жоден фізичний процес, що підкоряється закону причинності, не допоможе нам розібратися в їхньому походженні (так звана проблема горизонту).
КОСМІЧНІ ОБЕРТОНИ
АКУСТИЧНИЙ СПЕКТР раннього Всесвіту містив обертони, властиві музичним інструментам. Якщо ви дмете в трубу, основному тону відповідає хвиля з найбільшим стисненням повітря (синій колір) біля мундштука і найбільшим розрідженням (червоний колір) біля відкритого кінця. Але у звуці також присутні обертони, довжини хвиль яких у 2 (перший обертон), 3 (другий обертон), 4 (третій обертон) і т.д. рази менші за довжину основної хвилі.
У МОЛОДОМУ ВСЕСВІТІ звукові хвилі коливалися в часі, а не в просторі. Після інфляції основна хвиля спричинила стиснення плазми в одних областях і розширення в інших, унаслідок чого до часу рекомбінації температура реліктового випромінювання в перших досягла максимуму (синій колір), а в других — мінімуму (червоний колір). Через наявність обертонів температура досягла максимального і мінімального значень і в менших областях.
Згідно з теорією інфляції, прискорене розширення Всесвіту відразу після Великого вибуху відбувалося під впливом особливого поля — інфлатона. Таким чином, сьогодні ми бачимо лише малу частину того, що спостерігалося до інфляції. Квантові флуктуації інфлатона, підсилені швидким розширенням, призвели до появи початкових збурень, приблизно однакових за амплітудою як у малих, так і у великих областях простору. Так у первинній плазмі виникли просторові коливання густини енергії.
Картина звукових хвиль, застигла в МКФ, підтверджує теорію інфляції. Оскільки всі збурення густини з’явилися одночасно в найпершу мить творення, звукові хвилі виявилися синхронізованими за фазою. У результаті сформувався спектр з обертонами, як у музичного інструмента. Якщо дути в трубу з відкритими кінцями, то основній частоті звуку відповідатиме хвиля (мода коливань) з максимальним зміщенням повітря на кінцях труби і мінімальним у її середині (див. рис.). Довжина хвилі основної моди дорівнює подвоєній довжині труби. Але у звуці будуть присутні обертони, що відповідають хвилям, які вдвічі, втричі, вчетверо і т.д. коротші за основну хвилю. Іншими словами, частоти обертонів (вищі гармоніки) дорівнюють основній частоті (першій гармоніці), помноженій на 2, 3, 4 і т.д. Саме обертони збагачують звук і дають змогу відрізнити скрипку Страдіварі від пересічного інструмента.
Аналізуючи звук у ранньому Всесвіті, ми повинні розглядати хвилі, що коливаються в часі, а не в просторі (див. рис.). Довжині труби відповідатиме проміжок часу, протягом якого первинна плазма була заповнена звуковими хвилями, що зникли під час рекомбінації. Припустімо, що на початку інфляції в певній області простору температура плазми була максимальною (найбільше додатне зміщення). У процесі поширення звукових хвиль її густина почала коливатися, а температура спрямувалася спочатку до середнього (нульове зміщення), а потім до мінімального значення (найбільше від’ємне зміщення). Хвиля, завдяки якій температура в цій області впала до мінімуму точно на момент рекомбінації, є основною модою раннього Всесвіту. Обертони із вдвічі, втричі і т.д. більшими частотами в цей момент забезпечують максимальні зміщення, додатні або від’ємні, у менших областях простору.
ВІДЛУННЯ ДИСОНАНСУ
Фотони реліктового випромінювання, випущені через 380 тис. років після Великого вибуху, здебільшого поширювалися спостережуваним Всесвітом безперешкодно. Однак деякі з них усе ж зазнали розсіяння на заряджених частинках, що спричинило поляризацію випромінювання у великих областях небесної сфери. Результати поляризаційних спостережень, виконаних космічним апаратом WMAP, свідчать про те, що близько 17% фотонів розсіялися на розрідженому іонізованому газі через кілька сотень мільйонів років після Великого вибуху. Така значна частка розсіяних фотонів виявилася цілковитою несподіванкою. Раніше космологи припускали, що більшу частину водню і гелію було іонізовано випромінюванням перших зір, дуже масивних і яскравих. Але за оцінками теоретиків, повторна іонізація відбулася приблизно через мільярд років після Великого вибуху, і тому розсіяння мали зазнати лише близько 5% фотонів реліктового випромінювання. Дані, отримані від WMAP, свідчать про те, що повторна іонізація відбулася значно раніше. Так модель першого етапу формування зір була поставлена під сумнів. Не настільки очевидним тепер видається й те, що початкові флуктуації густини в первинній плазмі були приблизно однаковими в усіх масштабах. Якщо амплітуди дрібних флуктуацій були більшими за амплітуди великих, перші зорі могли сформуватися раніше. Відомості, здобуті WMAP, містять і ще один натяк на відхилення від масштабної інваріантності флуктуацій, встановленої супутником COBE. У великих масштабах, що відповідають областям неба з кутовими розмірами порядку 60°, WMAP і COBE виявили дивний дефіцит відхилень температури реліктового випромінювання, який, утім, може виявитися просто результатом недостатньої статистики: оскільки кутовий розмір усього неба становить 360°, таких великих областей недостатньо, щоб скласти статистично достовірну вибірку. Проте деякі теоретики вважають, що цей дефіцит свідчить про хибність моделей інфляції, темної енергії або топології Всесвіту.
ПЕРШІ ЗОРІ повторно іонізували навколишній газ.
Аналізуючи результати спостережень реліктового випромінювання, космологи побудували графік залежності величини температурних відхилень від розміру гарячих і холодних областей, тобто енергетичний спектр. Виявилося, що кутовий розмір зон з найбільшими варіаціями температури становить близько одного градуса. Під час рекомбінації їхній середній діаметр не перевищував 1 млн світлових років, але внаслідок тисячократного розширення Всесвіту збільшився приблизно до 1 млрд світлових років. Наявність в енергетичному спектрі кількох чітко виражених піків, з яких перший і найвищий відповідає основній моді, а всі наступні — обертонам, підтверджує гіпотезу про одночасність виникнення звукових хвиль. Якби збурення виникали безперервно в часі, спектр не був би таким гармонійним.
Згідно з теорією інфляції амплітуди звукових хвиль були приблизно однаковими за будь-яких просторових масштабів. Однак після третього піка спостерігається різкий спад спектра. Річ у тім, що відбулося затухання коротких звукових хвиль. Акустична хвиля не може поширюватися, якщо її довжина менша за середню довжину вільного пробігу частинок, з яких складається газ або плазма. За нормального атмосферного тиску молекули, з яких складається повітря, між двома зіткненнями встигають пролетіти приблизно $10^{–5}$ см. У первинній плазмі напередодні рекомбінації ця відстань становила приблизно 10 тис. світлових років. (Густина Всесвіту в ті часи була великою лише порівняно із сучасним значенням, яке відтоді зменшилося в мільйон разів.) Після того як Всесвіт розширився в 1000 разів, вона збільшилася до 10 млн світлових років. Тому амплітуди піків енергетичного спектра, які відповідають розмірам, що не перевищують 10 таких відстаней, швидко зменшуються.
Як музиканти відрізняють скрипку світового класу від звичайної за багатством обертонів, так і космологи визначають форму і склад Всесвіту, аналізуючи спектр первинних звукових хвиль. Карта МКФ допомагає оцінити кутові розміри холодних і гарячих областей небесної сфери. А оскільки швидкість, з якою поширювався звук у первинній плазмі, відома, вчені змогли обчислити довжину основної моди акустичних коливань на момент початку рекомбінації. Також стало відомо, що фотони реліктового випромінювання, які досягли Землі, пройшли близько 45 млрд світлових років. (Хоча вони рухалися протягом 14 млрд років, розширення Всесвіту подовжило їхній шлях.)
Таким чином, космологи отримали повну інформацію про трикутник, утворений хвилею, і переконалися, що сума його кутів дорівнює 180°. Отже, простір нашого Всесвіту практично плоский і підкоряється законам евклідової геометрії. Звідси випливає, що середня густина енергії в ньому близька до так званого критичного значення і становить близько $10^{–29}$ г/см$^3$.
Цікаві відомості про розподіл речовини та енергії містяться в амплітудах обертонів. Якщо поведінка звичайних звукових хвиль визначається виключно тиском у газі, то в молодому Всесвіті на них помітно впливала гравітація. Сила тяжіння стискала речовину в щільніших областях і залежно від фази коливань посилювала або послаблювала стиснення та розрідження. Аналізуючи модуляцію хвиль, можна визначити силу гравітації, яка, своєю чергою, дає змогу судити про матеріально-енергетичний склад середовища.
На зорі світобудови, як і нині, існували звичайна речовина, що складається переважно з баріонів — протонів і нейтронів, та холодна темна матерія, яка створює власне гравітаційне поле, але практично не взаємодіє зі звичайною речовиною. У масу первинного газу і, отже, у тяжіння робили внесок як звичайна речовина, так і темна матерія, але стисненню та розрідженню у звукових хвилях піддавалася тільки перша. Під час рекомбінації основна хвиля «застигла» в положенні, коли в областях вищої густини газу гравітація посилювала стиснення звичайної речовини. Однак перший обертон з удвічі меншою довжиною хвилі був «заморожений» у протилежній фазі, коли тяжіння стискало плазму, а тиск газу розширював її. У результаті перша гармоніка спричинила менші відхилення температури, ніж основна хвиля. Тому другий пік енергетичного спектра нижчий за перший. За співвідношенням їхніх висот можна оцінити, як у ранньому Всесвіті співвідносилися сила гравітації та тиск випромінювання. За наявними даними, на час рекомбінації густини енергії баріонів і фотонів були приблизно однаковими й становили близько 5% сучасного критичного значення. Це узгоджується з результатами розрахунків, заснованих на вивченні ядерних реакцій синтезу легких елементів, що відбувалися в молодому Всесвіті.
Однак у загальній теорії відносності стверджується, що тяжіння однаковою мірою властиве і речовині, і енергії. Чи посилювалися відхилення температури гравітаційним полем фотонів? Безумовно. Однак його вплив урівноважувався іншим чинником: після рекомбінації кванти реліктового випромінювання з щільніших областей втрачали більше енергії, ніж фотони з менш щільних, оскільки їм доводилося «вибиратися» з глибших гравітаційних ям. Ідеться про ефект Сакса–Вольфа, який зменшує амплітуду відхилень температури МКФ, точно компенсуючи її посилення полем тяжіння світла. В областях, які були надто великими й тому не піддавалися акустичним коливанням (їхні сучасні кутові розміри перевищують 10), відхилення температури зумовлені виключно ефектом Сакса–Вольфа. Тому, як це не парадоксально, найбільші гарячі зони на карті МКФ відповідають менш щільним районам.
ЕНЕРГЕТИЧНИЙ СПЕКТР
Спостереження реліктового випромінювання дали змогу побудувати карту відхилень температури на всій небесній сфері (a). Для аналізу її ділянок (b) вчені використали смугові фільтри, щоб визначити, як змінюється температура випромінювання за різних просторових масштабів. У великому масштабі, що відповідає областям з кутовими розмірами порядку 30° (c), і в найдрібнішому (ділянки не більші за 0,1°, e) відхилення температури ледь помітні. Однак у масштабі порядку 1° (d) вони цілком виразні. Перший пік в енергетичному спектрі (графік унизу) характеризує стиснення та розрідження, спричинені основною хвилею в ранньому Всесвіті, а два наступні відповідають обертонам.
Нарешті, вивчення МКФ дає змогу оцінити частку темної матерії у Всесвіті. Гравітаційного поля самих лише баріонів недостатньо, щоб модулювати відхилення температури за межами першого піка енергетичного спектра. Щоб гравітаційні потенціальні ями були досить глибокими, потрібна велика кількість холодної темної матерії. Вимірявши співвідношення трьох перших спектральних піків, космологи встановили, що її густина приблизно вп’ятеро перевищує густину баріонної речовини й становить приблизно 25% від нинішнього критичного значення.
Разюча співзвучність
На жаль, сучасне розрахункове співвідношення речовини й енергії залишає невизначеними близько 70% критичної густини. Щоб пояснити незрозумілу розбіжність, вчені постулювали існування таємничої темної енергії, вплив якої зростав у міру розширення Всесвіту. Отже, ми доходимо неймовірного висновку: сьогодні Всесвіт складається переважно з темної енергії та невидимої темної матерії. Гірше того, густина енергії темної матерії нині чомусь порівнянна з густиною темної енергії, хоча під час рекомбінації перша значно перевищувала другу. А на ранньому етапі розвитку Всесвіту домінувало ще одне таємниче поле — інфлатон, яке й визначило його структуру. Чому ж ми повинні покладатися на космологічну модель, засновану на гіпотезі про існування трьох загадкових субстанцій?
По-перше, їхнє існування дає змогу пояснити багато відомих фактів. Гіпотезу про темну матерію вперше було висунуто ще в 30-х рр. для пояснення локальної густини маси в скупченнях галактик. Концепцію темної енергії Альберт Ейнштейн запровадив ще в 1917 р., включивши у свої рівняння так звану космологічну сталу, що компенсує вплив тяжіння. Згодом він відмовився від неї, але її було відроджено в 1990-х рр., коли під час вивчення далеких наднових з’ясувалося, що розширення Всесвіту прискорюється (див. статтю «Від уповільнення до прискорення»). Оцінка густини енергії темної матерії та темної енергії за характеристиками МКФ напрочуд добре збігається з результатами астрономічних спостережень.
По-друге, описана космологічна модель дає змогу висувати перспективні гіпотези. У 1968 р. Джозеф Сілк (Joseph Silk), який нині працює в Оксфордському університеті, дійшов висновку, що висота акустичних піків у спектрі МКФ має спадати за певним законом. При цьому відповідне випромінювання має характеризуватися невеликою, але точно відомою поляризацією. Здавалося б, МКФ не може бути поляризованим, оскільки розсіяння фотонів у первинній плазмі мало призвести до випадкового розподілу їхніх орієнтацій. Але в малих масштабах фотони зазнають порівняно небагато зіткнень і зберігають свою орієнтацію, що виявляється в поляризації МКФ. Її вдалося виміряти інтерферометром DASI (Degree Angular Scale Interferometer) на антарктичній станції Амундсен–Скотт, а згодом і космічним апаратом WMAP. Останній виявив також великомасштабну поляризацію, зумовлену розсіянням фотонів після рекомбінації (див. рис.).
По-третє, темна енергія прискорює розширення Всесвіту, внаслідок чого зменшується глибина гравітаційних потенціальних ям у місцях галактичних скупчень. Фотони, що пролітають крізь такі області, отримують додаткову енергію, падаючи в потенціальну яму. Вибираючись, вони втрачають менше енергії, ніж набули, оскільки глибина ями на цей момент стає меншою. Описане явище, назване інтегральним ефектом Сакса–Вольфа, призвело до виникнення великомасштабних варіацій температури МКФ. Зіставлення результатів спостережень великих галактичних структур із даними, отриманими від WMAP, підтверджує цю гіпотезу. Оцінка кількості темної енергії, необхідної для появи обширних температурних відхилень, збігається зі значеннями, отриманими під час аналізу енергетичного спектра МКФ і вибухів далеких наднових.
Ще не вечір
Реліктове випромінювання несе в собі важливу інформацію про найперші миті після Великого вибуху. Результати дослідження МКФ помітно зміцнили позиції найпростіших моделей інфляції, згідно з якими амплітуди початкових флуктуацій густини були однаковими в усіх масштабах. Однак якщо подальші вимірювання покажуть, що це було не так, то доведеться залучити складніші гіпотези й навіть зовсім інші парадигми.
ГРАВІТАЦІЙНА МОДУЛЯЦІЯ
ВПЛИВ ТЕМНОЇ МАТЕРІЇ модулює акустичні сигнали в реліктовому випромінюванні. Після інфляції області вищої густини темної матерії (представлені западинами на діаграмі гравітаційного потенціалу), що мають той самий масштаб, що й основна хвиля, втягують баріони та фотони силами гравітаційного притягання. (Западини показано червоним кольором, оскільки гравітація також знижує температуру всіх фотонів, що вилітають із цих областей.) На час рекомбінації, приблизно через 380 тис. років після Великого вибуху, гравітаційні сили та звуковий рух діяли спільно, підвищуючи температуру в западинах (синій колір) і знижуючи її на гребенях (червоний колір).
У МЕНШИХ МАСШТАБАХ гравітаційні сили та акустичний тиск іноді діяли в протилежних напрямках. Згустки темної матерії, що відповідають другому піку в енергетичному спектрі, максимізували температуру в западинах задовго до рекомбінації. Після цього тиск газу виштовхував баріони та фотони із западин (сині стрілки), а гравітаційні сили прагнули затягнути їх назад (білі стрілки). Таке протиборство зменшувало різницю температур, що пояснює меншу висоту другого піка спектра порівняно з першим.
Щоб більше дізнатися про фізику інфляції, потрібно визначити, за яких енергій вона відбувалася. Коли Всесвіт був гарячішим за $10^{15} К$, слабкі ядерні та електромагнітні сили являли собою різні аспекти однієї й тієї самої електрослабкої взаємодії. Якщо інфляція відбувалася за таких температур, то інфлатон якось пов’язаний з уніфікацією електрослабких сил. Однак вона могла відбуватися за набагато вищої температури, коли електрослабка взаємодія змішувалася із сильною ядерною. У такому разі інфляція, найімовірніше, має стосунок до великого об’єднання фундаментальних сил.
Окрім збудження флуктуацій густини первинної плазми, інфляція породила просторово-часові збурення — гравітаційні хвилі, довжина яких співмірна з розмірами спостережуваного Всесвіту, а амплітуда пропорційна квадрату температури, за якої відбувалася інфляція. Відлуння гравітаційних хвиль можна виявити в поляризації реліктового випромінювання.
Особливо корисним може виявитися вивчення ефекту Зельдовича–Сюняєва, який зумовлений розсіюванням фотонів МКФ гарячим іонізованим газом у скупченнях галактик і дає змогу ідентифікувати їх у критичний період близько 5 млрд років тому, коли темна енергія почала прискорювати розширення Всесвіту. Кількість скупчень галактик характеризує амплітуду тогочасних флуктуацій густини. Не менш цікавий ефект гравітаційного лінзування, який виникає під час проходження фотонів реліктового випромінювання крізь надмасивні структури, що викривляють їхні траєкторії та спотворюють розподіл відхилень температури й поляризації. Величина ефекту лінзування характеризує амплітуду флуктуацій густини, пов’язаних із цими утвореннями.
Однак для детального дослідження інфляції та темної енергії вченим потрібні МКФ-телескопи нового покоління, що мають вищі чутливість і роздільну здатність. Європейське космічне агентство запустило космічну мікрохвильову обсерваторію «Планк» і вивело її на одну орбіту з апаратом WMAP. «Планк» зможе виявляти відмінності температури МКФ, що становлять лише $5х10^{–6} К$, і виявляти гарячі та холодні плями з кутовими розмірами менш як 0,1°. Такі вимірювання дадуть ученим змогу побіжно поглянути на весь діапазон акустичних осциляцій у МКФ та уточнити спектр інфляції.
Хоча стандартна космологічна модель дає напрочуд добрий феноменологічний опис Всесвіту, для глибшого розуміння його таємниць доведеться дочекатися результатів нових досліджень. Не викликає сумніву, що космічна симфонія й надалі зачаровуватиме уважних слухачів.
(«В мире науки», №5, 2004)
ПРО АВТОРІВ:
Вейн Ху (Wayne Hu) і Мартін Вайт (Martin White) вивчають історію Всесвіту. Ху захистив кандидатську дисертацію з фізики в Каліфорнійському університеті в 1995 р. Зараз він професор астрономії та астрофізики в Чиказькому університеті. Вайт здобув ступінь кандидата фізичних наук у 1992 р. в Єльському університеті. Згодом він став професором астрономії та фізики в Берклі.
ДОДАТКОВА ЛІТЕРАТУРА:
Лише зареєстровані користувачі можуть залишати коментарі. Увійдіть або зареєструйтеся.
Коментарі (0):