Ученые получили четкое изображение зарождающейся Вселенной

По словам ученых, мощный спутник создал столь точное изображение зарождающейся Вселенной, что оно дает ответы на такие фундаментальные вопросы о природе космоса, как, например, когда Вселенная зародилась и когда умрет.

Изображение, составленное на основе данных, которые в течение года зонд НАСА получал в миллионе миль от Земли, позволяет решить старые головоломки: как выглядел космос сразу после пертурбаций в кромешном аду "большого взрыва"? Какие звезды замерцали первыми в пустых небесах? Из какого вещества состоит сегодняшняя расширяющаяся Вселенная?

Астрономы подсчитали, что возраст нашей Вселенной ? 13,7 млрд лет, что первые звезды зажглись уже через 200 млн лет после зарождения космоса и что расширяться Вселенная будет всегда, истончаясь и охлаждаясь, пока наконец не станет пустотой.

"Это воистину очень глубокие результаты, позволяющие проникнуть в самые фундаментальные вопросы, какие когда-либо вставали перед человечеством", - сказал Эдвард Уэйлер, специалист по космологии НАСА.

Изображение воссоздано по результатам точнейших измерений температуры слабого свечения, рассеянного по всему космосу, которое представляет собой последние остатки ослепительного пламени "большого взрыва". Определив тончайшие перепады в температуре свечения, ученые смогли разглядеть первичную структуру Вселенной всего лишь через 380 тыс. лет после ее зарождения.

Исходя из этого, были рассчитаны более давние по времени условия, существовавшие в сокровенный момент космологического зачатия.

Ученые экстраполировали эти данные, в частности, с тем чтобы проанализировать, из какого вещества Вселенная состоит сегодня, и, соответственно, предсказать, что случится с ней в будущем.

"Думаю, что любой астроном навсегда запомнит, где именно он впервые услышал об этих результатах, - сказал Джон Бэкелл, ведущий астрофизик Принстонского университета. - Уж я-то точно запомню. Такие известия представляют собой момент точного перехода от гипотезы к научному знанию. Я в восторге!"

Исходя из скорости света, новые данные показывают Вселенную непосредственно сразу после "большого взрыва". Так далеко астрономы не заглядывали еще никогда. Можно увидеть сгустки материи, начинающие остывать после того, как побывали в пламени вспышки, чтобы со временем стать всеми галактиками Вселенной.

Возраст Вселенной теперь подсчитан с беспрецедентной точностью. Прежние оценки расходились, называя от 8 млрд до 20 млрд лет; лишь в последние годы диапазон сузился до 12-15 млрд. Полученная теперь цифра ? 13,7 млрд лет - допускает погрешность всего лишь в один процент, тогда как раньше погрешность в лучшем случае составляла 30%.

Эти данные явились веским подтверждением теории "большого взрыва" и позволяют ученым рассмотреть различные версии так называемой "теории инфляции", согласно которой еще до того, как Вселенной исполнилась одна секунда, она уже резко увеличилась в размерах.

"Теперь нами заложен краеугольный камень единой космологической теории, поскольку имеется новый ряд очень точных цифр, охватывающий широкий круг космических измерений, - сказал Чарльз Беннет из NASA's Goddard Space Flight Center в Гринбелте, возглавлявший проект. - Конечно, мы ответили еще не на все вопросы. Но, безусловно, пройден целый этап".

Он и сообщил о полученных данных на пресс-конференции, созванной в штаб-квартире NASA. Исходя из них, удалось произвести самый точный подсчет, определив материю сегодняшней Вселенной.

Выяснилось, во Вселенной атомов, подчиняющихся известным нам электромагнитным силам или силам гравитации, всего 4% - это обычные атомы, из которых состоит человек, картофель, фарфор и вообще все, что нам известно. 23% материи во Вселенной приходится на таинственное невидимое вещество, названное "темной материей", поскольку знания ученых о нем весьма скудны. Остаток - 73 % - это еще одна малопонятная сила, получившая название "темной энергии".

"Я был полон скепсиса насчет этой смеси, - сказал Бэкелл. - Однако результаты меня убедили. Это единственный вывод, к которому можно прийти. Фантастика, но вы же знаете, как часто фантастика оборачивается реальностью. Невероятно, но факт".

Одним из объяснений "темной энергии" может быть "космологическая константа" - энергия, содержащаяся в пустоте, которая противодействует гравитации. Ее существование было предсказано еще Эйнштейном, но он позднее отказался от этой догадки, назвав ее самым грубым своим промахом.

Именно "темная энергия", по словам астрономов, является причиной того, что Вселенная продолжает с ускорением расширяться, ведь в ней недостаточно обычной материи, которая могла бы противодействовать "темной энергии", называемой также антигравитацией.

В результате, говорят астрономы, можно с точностью предсказать, что Вселенная будет расширяться бесконечно, а не сожмется в некий момент коллапса, как некоторые предполагали.

"Вселенная расширяется и остывает. Этот процесс будет продолжаться. Вселенная охладится, температура упадет, плотность материи снизится мало-помалу до нуля, - сказал в интервью Беннет. - Материя рассеется, выдохнется, а не свернется сама в себя. Если выбирать, чем закончит Вселенная, огнем или льдом, можно утверждать, что льдом".

Одним из самых больших сюрпризов оказалось что, что первое поколение звезд засияло в космической темноте всего 200 млн лет спустя после "большого взрыва". Ранее считалось, что первые звезды родились гораздо позже, в диапазоне 500 млн ? 1 млрд лет.

Новая картина Вселенной получена благодаря первым данным, собранным зондом Wilkinson Microwave Anisotrophy Probe (WMAP) - маленьким спутником стоимостью 145 млн долл., запущенным с помощью ракеты Delta-2 30 июня 2001 г. Зонд оборудован рядом инструментов для проведения предельно точных измерений космической микроволновой фоновой радиации, попросту говоря - того свечения, которое еще сохранилось после "большого взрыва".

Ученые любят сравнивать это свечение с археологическим артефактом, чем-то, что можно исследовать, чтобы проверить обоснованность теорий о природе Вселенной, получить фундаментальные данные о ее возникновении, составе, геометрии и судьбе. По формулировке Беннета, "это непосредственный остаток "большого взрыва".

Ученые убеждены в достоверности полученных данных, поскольку каждая цифра полностью вписывается в картину, опирающуюся на существующие теории, и точно совпадает с измерениями, полученными независимо, с помощью других инструментов, включая мощный космический телескоп Hubble.

"Поразительно, до какой степени все совпадает, - сказал Дэвид Шпергель, ученый из Принстона, также участвовавший в работе. - Очень похоже на то, когда сравниваешь отпечатки пальцев".

Средняя температура свечения ? 4,9 градуса выше абсолютного нуля по Фаренгейту. Зонд WMAP способен улавливать самые тонкие температурные перепады, измеряющиеся миллионными долями градуса.

Исследователи сравнивают карту неба, созданную благодаря WMAP, с разнообразными физическими моделями, основанными на конкурирующих гипотезах о природе Вселенной.

"Мы впервые в состоянии провести целенаправленный отбор специфических теорий инфляции", - заявил Беннет.