Planck растянул Вселенную

Возраст и другие параметры Вселенной определены с большей точностью

,
Крупная международная коллаборация Planck, куда вошли и российские ученые, представила последние данные о составе нашей Вселенной: теперь ее возраст известен с большей точностью, стало понятно, сколько в ней темной материи и темной энергии, а также — на основе эффекта, открытого отечественными астрофизиками, — составлен самый большой в истории каталог скоплений галактик.

В специальном выпуске престижного научного журнала Astronomy & Astrophysics подведены итоги наблюдений, сделанных спутником Planck. Этим экспериментам посвящена 31 статья, каждая из которых в той или иной степени проливает свет на устройство Вселенной.

Спутник Planck был запущен в 2009 году и предназначен для изучения вариаций космического микроволнового фона — реликтового излучения. За несколько лет был получен огромный массив наблюдательных данных, а в октябре 2013 года обсерватория, проработав в несколько раз больше расчетного времени, прекратила свою работу.

В состав коллаборации Planck вошли ученые из 132 научных организаций со всего мира, пять из них — российские: Академия наук Татарстана (Казань), Отделение астрономии и геодезии Казанского федерального университета, Московский физико-технический институт, Институт космических исследований РАН (Москва) и Специальная астрофизическая обсерватория РАН (Карачаево-Черкесия, поселок Нижний Архыз). В частности, в коллаборацию входит один из самых цитируемых отечественных астрофизиков Рашид Сюняев. Спутником Planck активно использовался открытый им и легендарным советским ученым Яковом Борисовичем Зельдовичем эффект изменения интенсивности радиоизлучения реликтового фона из-за обратного эффекта Комптона на горячих электронах межзвездного и межгалактического газа. Используя этот эффект, о котором «Газете.Ru» рассказывал сам Рашид Сюняев, коллаборация Planck составила самый большой в истории каталог скоплений галактик: в него вошли 179 объектов.

Одним из главных результатов деятельности космической обсерватории стоит считать отмену открытия гравитационных волн коллаборацией BICEP2. А ведь ее участникам прочили Нобелевскую премию!

Об этом «Газета.Ru» рассказывала еще в сентябре, когда одна из публикаций была выложена на сайт электронных препринтов arxiv.org.

Еще один важный результат состоит в том, что Planck получил новые, более точные данные о том, из чего состоит Вселенная. Было подтверждено, что обычная, барионная материя, из которой состоят планеты, звезды, галактики и мы с вами, составляет 4,9% от всей энергии Вселенной, и это на 0,5% больше, чем видел спутник WMAP. Неуловимая темная материя, которую никто не видел и о существовании которой можно судить только по создаваемой ей гравитации в галактиках и их скоплениях, — еще 26,8%, и это несколько больше, чем предполагалось прежде (23%).

А вот темная энергия — еще одно загадочное явление, оно несет ответственность за ускоренное расширение Вселенной — составляет 68,3% от состава Вселенной. Это меньше предыдущей оценки в 72,6%.

Наконец, Planck помог узнать, насколько древняя наша Вселенная: новая оценка составила 13,8 млрд лет, что почти на 50 млн лет больше, чем считалось ранее.

Важная информация получена о реликтовом излучении. Строго говоря, реликтовое излучение — это не «моментальный снимок» Вселенной в том виде, в каком она образовалась 13,8 млрд лет назад, а «растянутое полотно», искаженное по причине того, что фотоны излучения преобразовались в результате столкновений, которые произошли в ходе их «путешествия» через галактики и галактические скопления. Чтобы уточнить их маршрут и эволюцию структуры Вселенной, на основе полученных с Planck данных была составлена полномасштабная карта гравитационного линзирования реликтового излучения.

Если результаты наблюдения реликтового излучения на малых и средних угловых масштабах в общем совпадали с теоретическими расчетами, то с распределением первичных возмущений все оказалось далеко не так просто. В частности, выяснилось, что при наблюдении на больших угловых масштабах первичные возмущения гораздо более структурированы, чем было принято считать прежде.

Здесь речь идет о важнейшей информации о процессах, происходящих в ходе инфляционной стадии расширения Вселенной, когда имели место квантовые флуктуации, породившие первичные возмущения и ответственные за образование крупномасштабной структуры Вселенной и скоплений галактик, которые сейчас наблюдаются.

Еще одна загадка — аномалии реликтового излучения, например, зафиксированные в разных полушариях сигналы, которые существенно различаются по мощности и, как следствие, являются свидетельством асимметрии в распределении реликтового излучения.

Обработка данных с космической обсерватории Planck еще не закончена, и в ближайшем будущем коллаборация выпустит новые статьи.