Темный поток во вселенной это

«Темный поток» — самая большая космическая структура и доказательство существования Мультивселенной

Обычные космологические модели предусматривают два основных принципа: Вселенная изотропна (одинакова во всех направлениях или без предпочтительной ориентации). И вселенная однородна, т. е. Вселенная имеет примерно равную консистенцию и плотность везде, поэтому разные места должны казаться похожими друг на друга.

Эти космологические принципы: изотропия и однородность — имеют некоторые важные последствия для физики. Например, законы физики одинаковы независимо от того, где вы находитесь во Вселенной, и, что важно, если она действительно однородна, то крупномасштабные структуры не могут существовать.

Хотя эти положения взяты за аксиоматику, космологический принцип столкнулся с расхождениями в данных наблюдений, которые ставят под сомнение его основные предположения — наблюдения, которые предполагают возможную анизотропию или предпочтительную ориентацию, а также неоднородность на больших масштабах.

Например, данные миссии Планка показывают смещение в 2-х отношениях: одно относительно средней температуры (флуктуации температуры), второе — относительно больших изменений степени возмущений (плотности). Таким образом, Европейское космическое агентство пришло к выводу, что эти анизотропии являются статистически значимыми и больше не могут игнорироваться.

В дополнение к анизотропии также наблюдалась возможная крупномасштабная неоднородность, о чем свидетельствует ряд наблюдений, и которые противоречат предсказаниям максимальных размеров структур:

• Большая группа квазаров(LQG) Clowes-Campusano, обнаружена в 1991 году, размер — 580 Мпк.
• Великая стена Слоан, обнаруженная в 2003 году, размер — 423 Мпк, едва согласуется с космологическим принципом.
• U1.11, большая группа квазаров, обнаруженная в 2011 году, размер — 780 Мпк и в два раза больше верхнего предела шкалы однородности.
• Огромная LQG U1.27, обнаруженная в 2012 году, в два раза больше, чем прогнозируется в соответствии с текущими моделями, и поэтому бросает вызов нашему пониманию Вселенной в больших масштабах.
• В ноябре 2013 года была обнаружена новая структура размером в 10 миллиардов световых лет, Великая стена Геркулес — Северная Корона, ставящая под сомнение справедливость космологического принципа (самая большая структура Вселенной).

Возможно, одним из самых интересных, противоречивых и аномальных открытий является Темный поток. Темный поток — это гипотеза, основанная на анализе данных о взаимодействии космического микроволнового фона с крупными галактическими кластерами, и как представляется, происходит неслучайное направленное движение галактик, что означает, что Вселенная, по-видимому, движется в определенном направлении. Если «Темный поток» подтвердится наблюдениями, это дает нам представление о неравномерной структуре в самых больших масштабах, возможно, даже за пределами космического горизонта наблюдаемой Вселенной.

Подобно холодному пятну CMB, которое, по-видимому, предполагает взаимодействие со Вселенной параллельной нашей собственной. Темный поток может быть результатом остаточного галактического потока после Большого Взрыва движущегося в область мультивселенных с более высокой массой.

Источник

Явление вселенских масштабов — «Темный поток»

Огромный след от взаимодействия нашей Вселенной с соседними Вселенными проявляется в колоссальном потоке скоплений галактик. Скопление удалено от нас на 3 миллиарда световых лет и простирается на сотни мегапарсек. Скорость его движения порядка тысячи километров в секунду. Несколько групп астрофизиков и космологов пришли к такому выводу.

В прошлом году сотрудниками центра Годдарда сделано открытие явления, получившего название «Темный поток» (Dark flow), по аналогии и значимости открытия с другими загадками космоса — темной материи и темной энергии. Открытие совершил Александр Кашлинский (Alexander Kashlinsky) и его коллеги. Для понимания происходящего если представить себе наше пространство в виде стола, а видимую материю — в виде лужиц воды на нем, то очень похоже, что нашу Вселенную кто-то слегка наклонил.

Не все специалисты единодушны относительно открытия. Корректность вычислений Александра некоторыми из них были поставлены под сомнение, и сомнения сам факт существования потока. Однако, Кашлинский и ряд учёных из США, Испании и Британии невозмутимо сообщают, что получили дополнительное подтверждение реальности феномена и вычислили новые его параметры.

Основным инструментом в работе специалистов был зонд WMAP, точнее данные, собранные им за 5 лет, а именно реликтовое излучение. На картину последнего влияет как ранняя история Вселенной, так и наличие больших скоплений материи в современную эпоху (эффект Сюняева – Зельдовича— SZ effect). На основании анализа микроволнового фона вычисляется перемещение и рапределение по небу галактических кластеров.

Александр Кашлинский настаивает на версии, что обнаруженный процесс вызван неравномерной структурой пространства-времени в период перед космической инфляцией (Cosmic inflation), то есть в первые мгновения после рождения нашего мира. Это противоречит логичному представлению, что любые флуктуации в том новорождённом сверхплотном образовании, которое стремительно раздулось, образовав видимый мир, должны быть хаотичными, случайными и потому не могут иметь каких-то предпочтительных «направлений».

При этом, добавляют ученные, увеличенная благодаря расширению Вселенной эта странная неравномерность, в одной из возможных своих интерпретаций, может представлять собой окно, позволяющее заглянуть в ландшафт мультивселенной (Multiverse).

И в любом случае выходит, что колоссальный поток кластеров – это след от воздействия чего-то, что ныне находится за пределами теоретически возможного наблюдения.

Если гипотеза мультивселенной верна, то количество возникших некогда Вселенных просто невооброзимо велико. Перед периодом космической инфляции, то есть процессом, который в одном из вариантов картины мироздания и разделил всё эти Вселенные, они могли взаимодействовать между собой. Исследованием этих возможностей занята группа под руководством космолога Лауры Мерсини-Хаутон (Laura Mersini-Houghton) из университета Северной Каролины (UNC). Она утверждает, что за рождение тёмного потока ответственна квантовая сцепленность (Quantum entanglement) нашей Вселенной и вселенной-соседки.

По аналогии с квантовой запутанностью разлетающихся в разные стороны субатомных частиц сцепленность двух сестринских Вселенных может быть упрощённо представлена как наличие некой силы, простирающейся из-за горизонта нашего мира и оказывающей влияние на крупномасштабное распределение галактических кластеров. Само же запутывание произошло в первый миг после Большого взрыва, в момент, когда будущие Вселенные представляли собой ещё крошечные «пузыри» вакуума, соседствующие друг с другом. Но важно понимать, что при принятии гипотезы мультивселенной ученым приходится выбирать между разными вариациями, объясняющими – что же это такое.

Согласно классификации космолога Макса Тегмарка (Max Tegmark) из Массачусетского технологического института, всё, что существует за пределами наблюдаемой Вселенной, может быть разделено на четыре иерархических уровня, каждый из которых отражает всё большее отличие «загоризонтного мира» от нашего.

Эти уровни построены так, что вложены один в другой.

1 – обычный мир (с теми же законами), но лежащий за пределами нашего космического горизонта, иначе говоря, за границами нашего объёма Хаббла (Hubble volume), главное отличие – начальные условия и, как следствие, распределение материи. Об объёме Хаббла мы подробнее ещё скажем.

2 – множество вселенных-пузырей, разделившихся в процессе космической инфляции и различающихся физическими константами, элементарными частицами и, быть может, даже размерностью.

3 – многомировая интерпретация квантовой механики (в одной вселенной кот Шрёдингера жив, в другой – мёртв).

4 – конечный ансамбль (Ultimate Ensemble) – совокупность всего, что только возможно, собрание групп вселенных, отличающихся законами физики или математическими уравнениями, по которым они построены.

Объём Хаббла— это сфера, за пределами которой объекты вследствие расширения Вселенной удаляются от наблюдателя, опережая скорость света. Иногда термин «Объём Хаббла» применяют как синоним «наблюдаемой Вселенной», хотя это не строго идентичные понятия.

Фактически мир можно представить как бесконечную совокупность объёмов Хаббла, и каждый из них в некотором смысле – своя Вселенная (помните четыре уровня Тегмарка?). Однако, прежде чем объёмы разошлись, они взаимодействовали, и отпечаток этого взаимодействия – аномалии в крупномасштабном распределении материи в наблюдаемом нами мире. Об этом и пишет Лаура Мерсини-Хаутон в своей работе. Образно говоря, «давление» новорождённых Вселенных – мыльных пузырей друг на друга привело к силам, которые сгенерировали огромные неравномерности в распределении галактических кластеров в нашей собственной Вселенной.

Если это предположение Мерсини-Хаутон верно, выходит, что данные, извлечённые из микроволнового фона, впервые в истории могут предоставить нам информацию о чём-то, лежащем ныне за пределами нашего мира, и принести доказательства, что он— только малая часть куда более масштабной реальности.

Тут надо отметить, что открытая в 2007-м громадная дыра во Вселенной (WMAP Cold Spot) была несколькими месяцами ранее предсказана на кончике пера именно командой Мерсини-Хотон, и именно в русле описанной выше гипотезы.

Столь необычный объект (вернее, отсутствие в этом обширнейшем регионе космоса чего бы то ни было, за исключением, быть может, тёмной энергии) Лаура объясняет схожим образом, что и возникновение тёмного потока: отпечатком взаимодействия между нашей Вселенной и вселенной-соседкой или сестрой, учитывая совместное их рождение.

Однако эта версия механизма генерации WMAP Cold Spot оспаривается некоторыми учёными и считается альтернативной. Как является предметом дискуссии и «мультивселенская версия» рождения тёмного потока (его, что интересно, Мерсини-Хаутон тоже предсказала за пару лет до открытия). Две новые работы космологов – лишь первые попытки приоткрыть завесу тайны над этой вселенской рекой. Александр, Лаура и их соратники полагают, что её течение может вынести наш кораблик познания к берегам абсолютно неизведанным.

Источник

Темный поток — Dark flow

• Категория
• Астрономический портал

В астрофизике , темный поток представляет собой теоретическая неслучайная составляющая скорости своеобразной из скоплений галактик . Фактическая измеренная скорость — это сумма скорости, предсказанной законом Хаббла, плюс возможная небольшая и необъяснимая (или темная ) скорость, текущая в общем направлении.

Согласно стандартным космологическим моделям , движение скоплений галактик относительно космического микроволнового фона должно быть случайным образом распределено во всех направлениях. Однако, анализируя данные трехлетнего зонда Уилкинсона для микроволнового зонда анизотропии (WMAP) с использованием кинематического эффекта Сюняева – Зельдовича , астрономы Александр Кашлинский , Фернандо Атрио-Барандела, Д. Кочевски и Х. Эбелинг обнаружили доказательства «удивительно когерентного» 600–1000 км / с — поток скоплений к 20-градусному участку неба между созвездиями Центавра и Велы .

Исследователи предположили, что движение может быть остатком влияния невидимых областей Вселенной до инфляции . Телескопы не могут видеть события раньше, чем примерно через 380 000 лет после Большого взрыва , когда Вселенная стала прозрачной ( космический микроволновый фон ); это соответствует горизонту частиц на расстоянии около 46 миллиардов (4,6 × 10 10 ) световых лет . Поскольку вещество, вызывающее чистое движение в этом предположении, находится за пределами этого диапазона, оно в определенном смысле находится за пределами нашей видимой Вселенной ; однако это все еще будет в нашем прошлом световом конусе .

Результаты были опубликованы в выпуске Astrophysical Journal Letters от 20 октября 2008 года .

В 2013 году данные космического телескопа « Планк» не показали никаких доказательств «темного потока» в таком масштабе, не считая утверждений о доказательствах либо гравитационных эффектов, выходящих за пределы видимой Вселенной, либо существования мультивселенной. Однако в 2015 году Кашлинский и др. Утверждают, что нашли подтверждение его существования, используя данные Planck и WMAP.

СОДЕРЖАНИЕ

Место расположения

Было установлено, что темный поток течет в направлении созвездий Центавра и Гидры . Это соответствует направлению Великого Аттрактора , который представляет собой гравитационную загадку, первоначально обнаруженную в 1973 году. Однако считалось, что источник притяжения Великого Аттрактора исходит из массивного скопления галактик, называемого Скоплением Нормы , расположенного примерно в 250 миллионах световых единиц. лет от Земли.

В исследовании, проведенном в марте 2010 года, Кашлинский расширил свою работу с 2008 года, используя 5-летние результаты WMAP, а не 3-летние, и удвоив количество наблюдаемых скоплений галактик с 700. Группа также отсортировала каталог скоплений на четыре. «срезы», представляющие различные диапазоны расстояний. Затем они исследовали предпочтительное направление потока для кластеров в каждом срезе. Хотя размер и точное положение этого направления несколько различаются, общие тенденции между срезами демонстрируют поразительное совпадение. «Мы обнаруживаем движение вдоль этой оси, но сейчас наши данные не могут точно сказать, как нам хотелось бы, приближаются или исчезают скопления», — сказал Кашлинский.

Команда к настоящему времени каталогизировала эффект на расстояние до 2,5 миллиардов световых лет и надеется расширить свой каталог еще дальше, вдвое превышая текущее расстояние.

Критика

Астрофизик Нед Райт опубликовал онлайн-ответ на исследование, в котором утверждал, что его методы ошибочны. В ответ авторы исследования «темного потока» опубликовали заявление, в котором опровергли три из пяти аргументов Райта и определили оставшиеся два как опечатку и техническую сторону, не влияющую на измерения и их интерпретацию.

Более поздняя статистическая работа, выполненная Райаном Кейслером, утверждает, что исключает возможность того, что темный поток является физическим явлением, поскольку Кашлинский и др. не считали первичную анизотропию на космическом микроволновом фоне (CMB) , чтобы быть столь же важно , как и они.

Центр космических полетов имени Годдарда НАСА посчитал, что это могло быть эффектом родственной вселенной или области пространства-времени, фундаментально отличной от наблюдаемой Вселенной. Были измерены данные о более чем 1000 скоплений галактик, в том числе удаленных на 3 миллиарда световых лет. Александр Кашлинский утверждает, что эти измерения показывают, что устойчивый поток Вселенной явно не статистическая случайность. Кашлинский сказал: «На данный момент у нас недостаточно информации, чтобы увидеть, что это такое, или ограничить его. Мы можем только с уверенностью сказать, что где-то очень далеко мир сильно отличается от того, что мы видим локально. Будь то». другая вселенная или другая ткань пространства-времени, которых мы не знаем ». Лаура Мерсини-Хоутон и Рич Холман наблюдают, что некоторая анизотропия предсказывается как теориями, предполагающими взаимодействие с другой вселенной, так и тогда, когда система отсчета реликтового излучения не совпадает с системой отсчета расширения Вселенной.

В 2013 году данные из Европейского космического агентства «s Планка спутник был утверждал, что не показывают статистически значимых доказательств существования тёмной потока. Однако другой анализ, проведенный участником коллаборации Planck, Фернандо Атрио-Барандела, показал, что данные согласуются с более ранними выводами WMAP. Популярные СМИ продолжали интересоваться этой идеей, и Мерсини-Хоутон заявила, что результаты Планка подтверждают существование мультивселенной.

Источник