Върти ли се Вселената?

Има нещо общо, което е определящо във Вселената – планетите, звездите, луните, дори самите галактики – всички те се въртят. Това означава ли, че и самата вселената се върти?

Отговора на този въпрос космолозите усилено търсят, защото той може да ни каже много за фундаменталната природа на Вселената.

„Това е много абстрактен въпрос, както и повечето въпроси от космологията, но тези от нас, които се занимават с космология мислят, че това е начин за изучаване и на фундаменталната физика“, казва Тес Яфе, астрофизик от Университета в Мериленд и помощник изследовател в НАСА Център за полети.

„Има някои неща, които не можем да тестваме в лаборатория на Земята, така че използваме Вселената и геометрията на Вселената, която може да ни каже нещо за фундаменталната физика.“

Учените, имайки предвид фундаменталната природа на Вселената, първоначално предполагат, че Вселената не се върти и е изотропна, което означава, че изглежда еднакво във всички посоки. Това предположение е в съответствие с уравненията на Айнщайн, но не се изисква от тях. На базата на тази теория за изотропната Вселена, учените построиха стандарт на космологичен модел, който описва Вселената.

„Това [предположение] е наистина кодирано по начина, по който извършваме нашите изчисления, начина, по който анализираме нашите данни, по начина, по който правим много неща“, казва Даниела Сааде, научен сътрудник в Училището по физика и астрономия на Университета в Нотингам в Обединеното кралство.
„Въпросът е, че едно такова заключение трябва да се тества. Не можете просто да се надявате на най-доброто“.

За да видят дали тези предположения за Вселената и нейната фундаментална физика са правилни, учени са събрали наблюдения, за да тестват своите модели. По-специално, те използват светлината от космическия микровълнов фон или CMB за кратко. Тази светлина е най-старата, която можем да се наблюдава – емитирана само 380 000 години след Големия взрив – и е съкровищница от информация за космолозите, изучаващи Вселената.

CMB изглежда почти идентичен във всяка посока, но има малки разлики в температурата му, само една хилядна от степента, които са били засегнати от историята, съдържанието и геометрията на Вселената. Изучавайки тези различия, учените могат да видят дали Вселената е била изкривена по какъвто и да е начин, което предполага ротация или разширение, което се увеличава в една посока повече от друга. Измерването на поляризацията на светлината, може по подобен начин да осигури информация за геометрията на Вселената.

Учените установяват, че CMB светлината не показва никакви доказателства, че Вселената се върти. Така, вероятността Вселената да е изотропна е 120 000 към 1, което означава, че изглежда същата, независимо от посоката, в която гледате, според проучване от 2016 г., публикувано в списание Physical Review Letters, ръководено от Саде и Стефан Финли, астрофизици от Imperial College Лондон. Друго проучване открива 95% вероятност, че Вселената е хомогенна, което означава, че е еднаква навсякъде в големи мащаби.

Всички тези изследвания показват, че Вселената е до голяма степен еднаква и не се върти. Това заключение е такова, че няма вероятност да се промени. Бъдещите измервания на поляризацията на CMB могат да се подобрят през следващите няколко десетилетия, но е малко вероятно новите данни да оспорят предходните констатации.

„Охарактеризирахме [температурата на] сигнала, който е там, до там, където той няма никаква допълнителна информация за нас,“ казва Джафе. „Не мисля, че [новите данни за поляризация] биха имали голямо влияние върху въпроса за ротацията, точно защото въртенето е сигнал, който очакваме да видим при много големи мащаби и който е повече или по-малко изключен от данните, които вече имаме. “

Резултатът, че Вселената не се върти, е определено облекчение за космолозите, които са основавали своите модели на това предположение. В същото време то дава интересна перспектива за нашето място във Вселената.

„Ние наистина започнахме от идеята, че хората сме център на Вселената“, казва Сааде. – „Мисля обаче, че е наистина удивително колко всъщност сме малки и незначителни в нея“.