Правац је нешто на шта смо људи прилично навикли. Живећи у нашем пријатељском земаљском окружењу, навикли смо да ствари гледамо у смислу горе-доле, лево и десно, напред или назад. А за нас је наш референтни оквир фиксиран и не мења се, осим ако се не померамо или се не крећемо. Али када је у питању космологија, ствари постају мало сложеније.
Већ дуже време космолози држе веровање да је универзум хомоген и изотропан - тј. У основи исти у свим правцима. У том смислу, не постоји нешто што је „горе“ или „доле“ када је у питању простор, већ само референтне тачке које су у потпуности релативне. Захваљујући новој студији истраживача са Универзитетског колеџа у Лондону, показало се да је ово гледиште тачно.
За потребе своје студије, под називом „Колико је изотропна свемир?“, Истраживачки тим је користио податке о анкетирању Космичке микроталасне позадине (ЦМБ) - топлотног зрачења преосталог од Великог праска. Ове податке је добио ЕСА-ин свемирски брод Планцк између 2009. и 2013. године.
Тим га је затим анализирао помоћу суперкомпјутера како би утврдио да ли постоји било који поларизацијски образац који би указивао да ли простор има „жељени смер“ ширења. Сврха овог теста била је да се утврди да ли је једна од основних претпоставки која је у основи највише прихваћеног космолошког модела у ствари тачна.
Прва од ових претпоставки је да је Универзум створен Великим праском, који је заснован на открићу да је Универзум у стању експанзије и открићу Космичке микроталасне позадине. Друга претпоставка је да је простор хомоген и истропан, што значи да нема већих разлика у дистрибуцији материје по великим размерама.
Ово веровање, које је такође познато као космолошки принцип, засновано је делимично на Коперниковом принципу (који каже да Земља нема посебно место у универзуму) и Еинстеиновој теорији релативности - која је показала да је мерење инерције у било ком систему релативно посматрачу.
Ова теорија је одувек имала своја ограничења, јер материја очигледно није равномерно распоређена на мањим размерама (тј. Звездани системи, галаксије, галаксије, итд.). Међутим, космолози су се расправљали око тога рекавши да флуктуација у малом обиму настаје због квантних флуктуација које су се догодиле у раном Универзуму и да је велика структура једнака хомогености.
Тражећи флуктуације у најстаријем светлу у Универзуму, научници покушавају да утврде да ли је то тачно. У последњих тридесет година ове врсте мерења вршили су вишеструке мисије, попут мисије Цосмиц Бацкгроунд Екплорер (ЦОБЕ), сонде за анизотропију Вилкинсон Мицроваве (ВМАП) и свемирског брода Планцк.
Ради њихове студије, истраживачки тим УЦЛ-а - који су водили Даниела Саадех и Степхен Феенеи - на ствари је гледао мало другачије. Уместо да траже неравнотеже у позадини микроталасне песе, тражили су знакове да би простор могао да има преферирани смер ширења и како се они могу утиснути на ЦМБ.
Како је Даниела Саадех - докторица на УЦЛ-у и водећа ауторка на папиру - рекла за Спаце Магазине путем е-маила:
„Анализирали смо температуру и поларизацију космичке микроталасне позадине (ЦМБ), реликтног зрачења из Великог праска, користећи податке мисије Планцк. Упоредили смо стварни ЦМБ са нашим предвиђањима према ономе како ће изгледати у анизотропном универзуму. Након ове претраге закључили смо да не постоје докази за ове обрасце и да је претпоставка да је Универзум изотропна на великим скалама добра. "
У основи, њихови резултати показали су да постоји само 1 од 121 000 шанси да је Универзум анизотропан. Другим речима, докази указују на то да се Универзум шири у свим смеровима једнолико, чиме је уклоњена свака сумња о њиховом постојању било каквог стварног осећаја за смер у великим размерама.
И на неки начин је то помало разочаравајуће, јер Универзум који није хомоген и исти у свим правцима довео би до скупа решења за Еинстеинове једнаџбе поља. Ове једнаџбе саме по себи не намећу никакве симетрије просторном времену, али Стандардни модел (чији су део) прихвата хомогеност као одређену врсту.
Ова решења позната су као Бианцхи модели које је крајем 19. века предложио италијански математичар Луиги Бианцхи. Ове алгебарске теорије, које се могу применити на тродимензионални простор, добивају се мање рестриктивним и на тај начин омогућавају универзум који је анизотропан.
С друге стране, студија коју су спровели Саадех, Феенеи и њихове колеге показала је да је једна од главних претпоставки на којој почивају наши тренутни космолошки модели заиста тачна. Притом су пружили и пријеко потребан осјећај ближе дугорочној дебати.
"У последњих десет година било је знатних дискусија око тога да ли постоје знаци велике анизотропије која вреба у ЦМБ", рекао је Саадех. „Ако би Универзум био анизотропни, морали бисмо да ревидирамо многе наше прорачуне о његовој историји и садржају. Подаци високог квалитета компаније Планцк добили су златну прилику за обављање ове здравствене провере на стандардном моделу космологије и добра вест је да је безбедан. "
Дакле, следећи пут када се будете загледали у ноћно небо, сетите се ... то је луксуз који имате само док стојите на Земљи. Тамо је читава „лопта! Зато уживајте у овој ствари коју називамо „правац“ када и где можете.
Обавезно погледајте ову анимацију коју је произвео УЦЛ тим, а која илуструје ЦМБ податке Планцкове мисије:
