Ученые разрешили загадку реликтового Холодного Пятна - это след самой большой из известных людям структуры во Вселенной - «Наука и технологии»

В 2004 году ученые-астрономы, исследующие карты следов излучения от Большого Взрыва, так называемый реликтовый космический микроволновый фон (cosmic microwave background, CMB), обнаружили область, которая получила название реликтового Холодного Пятна (Cold Spot), известной еще под названием сверхпустоты Эридана (Eridanus Supervoid). Эту область, находящуюся в стороне созвездия Эридана, отличает от остальных областей ее необычайно низкая температура. Физика, стоящая позади теории Большого Взрыва, допускает существование теплых и холодных областей различных размеров, существовавших во Вселенной в ее "младенческом" возрасте. Но Холодное Пятно имеет столь большие размеры и столь низкую температуру, что его наличие стало для ученых полной неожиданностью.

Недавно группа ученых-астрономов из Института астрономии Гавайского университета в Маноа, возглавляемая доктором Истваном Сцапуди (Dr. Istvan Szapudi), нашла возможное объяснение факту существования Холодного Пятна, которое, по их мнению, может представлять собой "след самой большой космической структуры, которые когда-либо были обнаружены людьми".

Если Холодное Пятно появилось на белый свет в результате Большого Взрыва, то это может быть одним из очень редких признаков того, что в момент возникновения Вселенной в ней действовала некая экзотическая физика, законы которой не могут быть объяснены с точки зрения стандартной космологии и традиционной физики. Однако, происхождение Холодного Пятна можно объяснить и наличием на переднем плане некоей чрезвычайно огромной структуры, масштаб которой становится заметным даже на фоне распределения массы в объеме Вселенной.

Используя данные, собранные телескопами Pan-STARRS1 (PS1) и Wide Field Survey Explorer (WISE), астрономы обнаружили огромную сверхпустоту, область, размерами около 1.8 миллиардов световых лет, находящуюся на удалении 3 миллиардов световых лет от нас, плотность распределения галактик в которой намного ниже, нежели средняя плотность распределения в известной нам части Вселенной. Эта сверхпустота была найдена в результате комбинирования данных, полученных телескопом PS1 в видимом диапазоне длин волн света и полученных телескопом WISE в инфракрасном диапазоне. Комбинация вышеупомянутых данных позволила ученым оценить расстояния и достаточно точно определить положение галактик в этой области космоса.

Во время более ранних исследований, также проведенных на Гавайях, ученные исследовали намного меньшую часть космического пространства, лежащего в направлении Холодного Пятна. Ограниченная область исследований обусловила лишь то, что ученые не смогли охватить всю пустоту разом и лишь констатировали отсутствие каких-либо масштабных объектов в этой области пространства. Как это ни парадоксально, но обнаружение огромных структур в космосе сейчас является гораздо более сложным занятием, нежели обнаружение структур меньших масштабов, ведь для этого ученым требуется составить подробные трехмерные карты больших участков ночного неба.

Следует отметить, что пустота Холодного Пятна играет роль огромной космической линзы, рассеивающей попадающий в нее свет. Если бы Вселенная была статичной, то свет, попавший в пустоту, пронзил бы ее, сохранив свои изначальные параметры и энергию, но за счет того, что Вселенная расширяется ускоряющимся темпом, свет, выходящий из пустоты, имеет более низкую энергию и, следовательно, более длинную длину волны, которая соответствует более низкой температуре.

Проход света через пустоту, даже с учетом огромной скорости его движения, длится миллиарды лет. Из-за этого влияние эффект Сакса - Вольфа (Integrated Sachs-Wolfe, ISW) становится достаточно большим настолько, что его можно измерить при помощи существующих астрономических инструментов. И эти измерения были проведены при помощи космических инструментов Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) и телескопа Planck Европейского космического агентства.

В настоящее время существование сверхпустоты Эридана и ее влияние на реликтовый микроволновый фон не дают полного объяснения наличию Холодного Пятна. Остается малая вероятность, что существование пустоты и Холодного Пятна в одном и том же месте - это всего лишь совпадение. Поэтому ученые, используя более обширные наборы данных, собранные телескопом PS1 и Dark Energy Survey, произведут более доскональные изучения Холодного Пятна и области другой большой пустоты, находящейся в районе созвездия Дракона.