Сотрудники международного астрофизического проекта "BOOMERANG" заявили, что в результате проведенных измерений космического микроволнового фонового (реликтового) излучения (Cosmic Microwave Background radiation - CMB), получены доказательства того, что наша Вселенная плоская. Это означает, что свет распространяется во Вселенной строго по прямой, то есть в полном соответствии с традиционными геометрическими законами.
С другой стороны, подобные выводы противоречат теории Эйнштейна, согласно которой пространство-время нашей Вселенной искривлено, "школьная" геометрия неприменима, а за кривизну пространства-времени отвечает гравитация, и чем больше сосредоточено массы во Вселенной, тем больше ее кривизна.
Согласно современной теории, наша Вселенная возникла в результате Большого Взрыва (Big Bang), положившего начало ее расширению в пространстве-времени. Если масса Вселенной больше так называемой "критической плотности", то пространство-время может быть искривлено этой массой настолько, что через некоторое (огромное по земным понятиям) время расширение сменится сжатием, приведя Вселенную к коллапсу. В случае же плоской Вселенной, расширение будет бесконечным, либо остановится через "бесконечное" время и обратного хода к сжатию не будет.
Одним из самых мощных инструментов для проверки плоскостности нашего мира является космический микроволновой фон. Согласно этой модели, ранняя Вселенная была гораздо более горячей и плотной, чем сегодняшняя. Материя в такой Вселенной не могла существовать в привычном для нас виде нейтральных атомов, а представляла собой плазму - ионизированный газ, состоящий из свободных электронов и положительных ионов (+ другие элементарные частицы), находящимися в тепловом равновесии с фотонами в результате постоянных столкновений друг с другом. По мере расширения излучение и материя становились холоднее. При достижении определенной температуры стало возможно объединение свободных электронов и ионов в атомы, что дало возможность фотонам свободно распространяться в пространстве.
Этот момент в развитии Вселенной принято называть рекомбинацией. Во время рекомбинации Вселенная была в 1000 раз меньше, чем сегодняшняя. Реликтовое излучение было впервые зарегистрировано Арно Пенсиасом и Робертом Уильсоном в 1964 году. За это открытие им позже была присуждена Нобелевская премия. Оно представляет собой, "отделенные" от материи (т.е. начавшие распространяться свободно) фотоны на этапе рекомбинации, когда возраст Вселенной насчитывал только 300 000 лет (напомним, возраст современной Вселенной оценивается приблизительно в 14 миллиардов лет). Таким образом, микроволновой космический фон - самый близкий свидетель сотворения мира и потому является бесценным инструментом изучения вселенной.
В начале 90-х годов спутник COBE (Cosmic Background Explorer), запущенный NASA, осуществил ряд прецизионных измерений реликтового излучения, обнаружив спектр излучения очень близкий к спектру абсолютно черного тела (273 Кельвин) и высокую степень изотропности излучения. Изотропность излучения означает, что в каком бы месте Вселенной не проводились измерения, результат будет одним и тем же. Несмотря на высокую степень изотропности, были обнаружены флуктуации температуры реликтового излучения. Эти флуктуации ничтожны - порядка 10 микро кельвин - и потому сложны для обнаружения, однако, значение их громадно.
Ученые полагают, что именно они отражают гравитационные нестабильности, возникшие в ранней Вселенной и приведшие к образованию галактик и их скоплений, которые мы наблюдаем сегодня. Кроме того, флуктуации температуры реликтового излучения несут информацию о плотности и кривизне Вселенной. В результате сравнения найденных флуктуаций реликтового излучения с космологической моделью был сделан вывод о плоской и бесконечно расширяющейся Вселенной. Полученный результат можно без преувеличения назвать сенсационным, так как еще недавно сценарий плоской Вселенной рассматривался многими космологическими моделями как наименее вероятный. Без сомнения, он окажет значительное влияние на современную астрофизику и космологию, а также на эксперименты, проводимые в этой области. Нет оснований сомневаться в аккуратности и надежности экспериментальных данных, полученных "Бумерангом".
Однако интерпретация этих данных во многом зависит от используемой космологической модели. Необходим дальнейший тщательный анализ данных с использованием разнообразных подходов. Подобные исследования в совокупности с проходящими в настоящее время экспериментами по поиску темной материи во Вселенной и многими другими позволяют приоткрыть завесу тайн нашего мироздания, пишет “Science News”.