Цивилизация
Учёные уточнили возраст нашей Вселенной, энергетический баланс её составляющих через 380 тысяч лет после Большого взрыва, а также выяснили, какие теоретические модели не могут описать её существование в первые мгновения после самого начала. Возраст нашего мира оценивается в 13,73 миллиарда лет с точностью около 0,12 миллиарда.
По современным представлениям, развитие нашего мира началось около 14 миллиардов лет назад с периода так называемой «инфляции», сверхбыстрого расширения пространства, в ходе которого Вселенная была наполнена веществом и излучением и перешла в горячую фазу. Дальнейшее расширение происходило с охлаждением и постепенным замедлением, пока в дело не вступила так называемая «тёмная энергия», антигравитация которой последние несколько миллиардов лет вновь ускоряет расширение.
Примерно через 350 тысяч лет после Большого взрыва Вселенная остыла до температуры 3 тысячи градусов, большая часть электронов и ядер объединились в атомы, и вещество стало прозрачным. Реликтовое излучение, оставшееся во Вселенной с тех пор, мало взаимодействовало с веществом, и таким образом несёт в себе что-то вроде «мгновенного слепка» юной Вселенной. К настоящему времени это излучение остыло до температуры в примерно в 3 градуса по шкале Кельвина.
Большая команда учёных опубликовала результаты анализа данных, собранных WMAP – спутником NASA, изучающим неоднородности реликтового фона, за пять лет работы. Неоднородности не превышают тысячной доли процента, поэтому для увеличения точности результатов учёные вынуждены в течение долгого времени накапливать данные. Первые результаты работы WMAP были опубликованы в 2003 году, а результаты трёх лет работы спутника – в 2006-м. Семь крупных научных статей с итоговыми выводами и техническими деталями работы по итогам пяти лет направлены в The Astrophysical Journal и его приложения.
Учёным впервые удалось подтвердить наличие фоновых нейтрино на основании данных по микроволновому излучению. Космологические данные подсказывают, что видов нейтрино должно быть от 2 до 5 штук, как и предсказывает физика, знающая 3 вида нейтрино. По данным WMAP, через 380 тысяч лет после Большого взрыва нейтрино составляли около 10% общей энергетической плотности Вселенной. 12% приходилось на обычное вещество, а 15% - на излучение. Наибольшей же вклад – 63% - вносила тёмная материя. К настоящему времени тёмной материи по-прежнему впятеро больше, чем обычного вещества, однако вместе они отвечают лишь за 28% энергии нашего мира, поскольку вступившая в игру лишь несколько миллиардов лет назад «тёмная энергия» ныне вносит 72%-ный вклад, который впредь будет только расти. Вклад излучения и нейтрино при расширении падает гораздо быстрее, чем вклад вещества, и в настоящее время первых примерно в тысячу раз меньше, чем второго.
Кроме того, астрономам удалось установить, что продолжительность «тёмной эпохи», в течение которой во Вселенной не было звёзд, составляла около 400 миллионов лет. После этого вновь появлявшиеся звёзды, равно как и активные галактические ядра, вновь начали ионизировать вещество, не успевшее собраться в галактики. Продолжался этот процесс (так называемая «эпоха реионизации») более полумиллиарда лет.
Наконец, учёным удалось получить ограничения на теории, описывающие самый ранний этап расширения Вселенной – инфляцию, вычислив наклон спектра мощности исходных скалярных неоднородностей в распределении вещества. Полученное значение показывает, что расширение было относительно непродолжительным, наш мир в течение инфляции мог расширится «всего лишь» на несколько десятков порядков – а не на тысячи или миллионы их, как можно было бы предположить.
