NASA опубликовало итоги многолетнего изучения эволюции Вселенной

После ряда промежуточных отчётов специалисты NASA опубликовали итоговые результаты девятилетнего проекта WMAP по изучению реликтового излучения Вселенной. Исследования проводились с 30 июня 2001 по 6 октября 2010 года. Ещё два с половиной года потребовалось для полной обработки полученных данных.

Наиболее драматическим и удивительным периодом развития Вселенной были первые доли секунды её существования. За ничтожно малое время Вселенная прошла стадии скалярного поля, барионной асимметрии и электрослабого фазового перехода, расширилась в несколько триллионов раз и остыла на триллионы градусов. Флуктуации температуры и плотности расширяющейся Вселенной создали в свою очередь гравитационные флуктуации (аномальные области), в которых около 350 тысяч лет с момента Большого взрыва образовались скопления молодых галактик.

Уточнённый возраст Вселенной составляет 13,77 миллиардов лет. А отсюда, доступная для нашего восприятия область пространства тоже ограничена расстоянием в 13,77 миллиардов световых лет. Обнаруженный лимит обусловлен фундаментальными физическими принципами (в том числе и скоростью распространения фотонов света в вакууме) и слабо связан связан с техническим развитием.

С помощью орбитальных обсерваторий уже теперь стало возможно почти вплотную подойти к этому пределу. «Компьютерра» ранее уже писала об обнаружении одной из древнейших галактик, находящейся на удалении 13,3 миллиардов световых лет.

Для проведения наблюдений за пределами видимой области Вселенной потребовалась бы возможность обнаружить сигнал, распространяющийся со сверхсветовой скоростью.

Кроме уточнения возраста Вселенной, проект WMAP несколько прояснил и детали её эволюции и природу современного состояния. Анализ показывает, что Вселенная состоит из привычного барионного вещества (нейтральные атомы и ионы, молекулы, протоны и нейтроны и т.д.) лишь на 4,6%. Какой-то процент составляет и лептонный компонент (прежде всего – электроны и нейтрино). Остальные 95,4% плотности Вселенной представлены абсолютно иной формой материи и энергии.

Не стоит забывать, что не только вещество, но и поле (часто её отождествляют с энергией, что не вполне верно) представляет собой материю. Однако даже если у частиц поля есть какая-то мизерная масса и плотность, ею, скорее всего, можно пренебречь.

Около 24% составляет материя, которая не испускает излучение электромагнитного поля и не взаимодействует с ним. Это свойство делает её недоступной прямому наблюдению, за что она получила рабочее название «тёмная материя». Но она излучает гравитационное поле, по которому, возможно, вскоре оно себя проявит.

Большая часть (71,4%) приходится на долю «тёмной энергии» – это тоже какая-то материя, видимо, некое физическое поле. Её изучение ещё сильнее затруднено, и в текущих моделях она воспринимается как космологическая постоянная, позволяющая обойти математически проблему скрытой массы. Также влияние «тёмной энергии» (как иногда говорят, давление вакуума) объясняет недавно подтверждённый характер расширения Вселенной с ускорением.

В общем, благодаря проекту WMAP, точность измерения ключевых параметров модели эволюции Вселенной была увеличена в 68 тысяч раз.