Íîâûå äîâîäû òåîðèè ìóëüòèâñåëåííîé: íàøà Âñåëåííàÿ ñòîëêíóëàñü ñ äðóãîé Âñåëåííîé?
 ìàðòå 2013 ãîäà êîñìè÷åñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ Planck ñäåëàëà 50-ìåãàïèêñåëüíûå ñíèìêè îäíîãî èç ñòàðåéøèõ ÿâëåíèé âî Âñåëåííîé, òàê íàçûâàåìîãî ðåëèêòîâîãî èçëó÷åíèÿ. Ýòè ñíèìêè ñðàçó ñòàëè ïðåäìåòîì ïðèñòàëüíîãî èçó÷åíèÿ ó÷åíûõ, ïîñêîëüêó ðåëèêòîâîå èçëó÷åíèå, ôàêòè÷åñêè, çàïå÷àòëåëî ñàìîå íà÷àëî Âñåëåííîé. Òàêèì îáðàçîì, îíî ìîæåò ïîäòâåðäèòü èëè îïðîâåðãíóòü ãèïîòåçû ó÷åíûõ î ïðîèñõîæäåíèè Âñåëåííîé.

 ìàðòå 2013 ãîäà êîñìè÷åñêèé òåëåñêîï Planck ñîçäàë 50-ìåãàïèêñåëüíûé ïàíîðàìíûé ñíèìîê Âñåëåííîé, êîòîðûé ïîäòâåðäèë åå àñèììåòðèþ
Îäíà èç èíòåðåñíûõ òåîðèé, òåîðèÿ ìóëüòèâñåëåííîé, ãëàñèò, ÷òî òàêèõ âñåëåííûõ, êàê íàøà, ñóùåñòâóåò ìíîæåñòâî. Èõ ìîæíî ïðåäñòàâèòü â âèäå ïóçûðåé, ïëàâàþùèõ â îêðóæåíèè «àáñîëþòíîãî» âàêóóìà. Îäíèì èç äîêàçàòåëüñòâ òåîðèè ìóëüòèâñåëåííîé ìîãëè áû ñòàòü ñëåäû ñòîëêíîâåíèÿ íàøåé Âñåëåííîé ñ äðóãîé.
Ñíèìêè êîñìè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè Planck íàãëÿäíî ïîêàçûâàþò, ÷òî â íàøåé Âñåëåííîé ñóùåñòâóåò àñèììåòðèÿ: â îäíîé ïîëîâèíå òåïëîâûå ôëóêòóàöèè ãîðàçäî áîëåå àêòèâíûå, ÷åì â äðóãîé.
Àäúþíêò-ïðîôåññîð ôèçèêè â Óíèâåðñèòåòå Íüþ-Éîðêà Ìýòüþ Êëåáàí ïîëàãàåò, ÷òî ñàìûé ïîäðîáíûé èç âñåõ ñóùåñòâóþùèõ ñíèìîê Planck-à ìîæåò ñâèäåòåëüñòâîâàòü î ïðàâîòå ñòîðîííèêîâ òåîðèè ìóëüòèâñåëåííîé. Äåéñòâèòåëüíî, àñèììåòðèÿ ìîæåò áûòü ñëåäîì óäàðíîé âîëíû îò ñòîëêíîâåíèÿ íàøåé Âñåëåííîé ñ äðóãîé Âñåëåííîé.
Òåì íå ìåíåå, àñèììåòðèþ íåëüçÿ àâòîìàòè÷åñêè ñ÷èòàòü äîêàçàòåëüñòâîì òåîðèè ìóëüòèâñåëåííîé. Îíà ìîæåò áûòü ñòàòèñòè÷åñêîé ñëó÷àéíîñòüþ èëè îáúÿñíÿòñÿ äðóãèìè òåîðèÿìè. Êàê áû òî íè áûëî, íåïîíÿòíîå ÿâëåíèå îáíàðóæåíî, è åãî ñóùåñòâîâàíèå îêîí÷àòåëüíî ïîäòâåðæäåíî. Ñêîðåå âñåãî, àñèììåòðèÿ äåéñòâèòåëüíî èìååò âàæíûé ñìûñë è ÿâëÿåòñÿ ñâèäåòåëüñòâîì êëþ÷åâûõ ñîáûòèé, ïðîèçîøåäøèõ â ðàííåé Âñåëåííîé.
Àñèììåòðèÿ Âñåëåííîé
Àñèììåòðèÿ íàøåé Âñåëåííîé ïðîÿâëÿåòñÿ â êîñìè÷åñêîì ìèêðîâîëíîâîì ôîíå – ðåëèêòîâîì èçëó÷åíèè, êîòîðîå îñòàëîñü ñ òåõ âðåìåí, êîãäà Âñåëåííàÿ ñòàëà ïðîçðà÷íîé äëÿ ýëåêòðîìàãíèòíîãî èçëó÷åíèÿ, òî åñòü ÷åðåç 380 000 ëåò ïîñëå Áîëüøîãî âçðûâà. Òóìàí çàðÿæåííûõ ÷àñòèö, êîòîðûå äî ýòîãî çàïîëíÿëè êîñìîñ, îñòûëè äîñòàòî÷íî, ÷òîáû ïðåâðàòèòüñÿ â íåéòðàëüíûå àòîìû. Èìåííî òîãäà âîçíèê ñâåò, âåðíåå îí ñìîã áåñïðåïÿòñòâåííî äâèãàòüñÿ ñêâîçü ïðîñòðàíñòâî. Çà ïîñëåäíèå òðè ãîäà êîñìè÷åñêàÿ îáñåðâàòîðèÿ Planck Åâðîïåéñêîãî êîñìè÷åñêîãî àãåíòñòâà ïðîâåëà ïàíîðàìíóþ ñúåìêó ñ âûñîêèì ðàçðåøåíèåì ýòîãî ïåðâîãî ñâåòà, èäóùåãî ñî âñåõ ñòîðîí è âî âñåõ íàïðàâëåíèÿõ. Äàííîå ýëåêòðîìàãíèòíîå èçëó÷åíèå õðàíèò îòïå÷àòîê ðåêîðäíîé òåìïåðàòóðû, êîòîðàÿ íàáëþäàëàñü â ðàííåé Âñåëåííîé áîëåå 13 ìèëëèàðäîâ ëåò íàçàä.

Íåîáúÿñíèìàÿ ðàçíèöà â òåìïåðàòóðíûõ ôëóêòóàöèÿõ ïðåäñòàâëÿåò ñîáîé îäíó è êëþ÷åâûõ çàãàäîê Âñåëåííîé
Ðåëèêòîâîå èçëó÷åíèå ïîêàçûâàåò, ÷òî òåìïåðàòóðà 380 000-ëåòíåé Âñåëåííîé íà âñåì åå ïðîòÿæåíèè áûëà ïî÷òè îäíîðîäíîé, îòêëîíÿÿñü îò ñðåäíåé âñåãî íà 1 ÷àñòü íà 100 000. Êîíå÷íî, áûëè íåçíà÷èòåëüíûå «õîëîäíûå» è «ãîðÿ÷èå» ïÿòíà (ó÷åíûå ïîëàãàþò, ÷òî ýòî áóäóùèå ãàëàêòèêè è ïóñòîòû), íî â öåëîì ýòè îòëè÷èÿ ìîæíî îáúÿñíèòü êâàíòîâûìè ôëóêòóàöèÿìè èëè ñëó÷àéíûìè ïóëüñàöèÿìè ýíåðãèè. Ýòè ïóëüñàöèè óñèëèëèñü âî âðåìÿ âñïûøêè ýêñïîíåíöèàëüíîãî ðîñòà â ïåðâûé ìîìåíò ðîæäåíèÿ Âñåëåííàÿ. Ýòî ÿâëåíèå ðàçðàñòàíèÿ («ðàçäóâàíèÿ») Âñåëåííîé òàêæå íàçûâàþò èíôëÿöèåé. Êîñìîëîãè õîòÿò ïîäðîáíî èçó÷èòü âñå ýòàïû èíôëÿöèè è îïðåäåëèòü åå ïðè÷èíó, òî åñòü ñîáñòâåííî óçíàòü: à ñ ÷åãî âäðóã ðîäèëàñü Âñåëåííàÿ?
Èãðóøå÷íàÿ ìîäåëü
Ê ñîæàëåíèþ, äî ñèõ ïîð íåò çàêîí÷åííîé ïðîâåðåííîé òåîðèè î òîì, êàê ðàáîòàåò ôèçèêà â î÷åíü ìàëûõ ìàñøòàáàõ è ïðè ñâåðõâûñîêèõ òåìïåðàòóðàõ, êîòîðûå èìåëè ìåñòî â «íîâîðîæäåííîé» Âñåëåííîé. Ïîêà ó÷åíûå ïîëüçóþòñÿ ïðîñòîé «èãðóøå÷íîé» ìîäåëüþ ðîæäåíèÿ Âñåëåííîé: èíôëÿöèîííîå ïîëå, ïðîíèêàÿ âî âñå óãîëêè ïðîñòðàíñòâà, ïåðåøëî â íåóñòîé÷èâîå ñîñòîÿíèå ïðèìåðíî ÷åðåç 10-36 ñåêóíä ïîñëå Áîëüøîãî âçðûâà, â ðåçóëüòàòå ÷åãî ïðîñòðàíñòâî ðàçäóëîñü â 1078 ðàç îò ïåðâîíà÷àëüíîãî îáúåìà. Çàòåì ÷åðåç 10-30 ñåêóíä èíôëÿöèîííîå ïîëå ñòàáèëèçèðîâàëîñü. Ñîãëàñíî ýòîé ìîäåëè, êîñìîñ äîëæåí áûë ðàâíîìåðíî ðàñòÿãèâàòüñÿ è îáðàçîâàòü îäíîðîäíóþ ñòðóêòóðó ñî ñëó÷àéíûì, íî áîëåå-ìåíåå ðàâíîìåðíûì ðàñïðåäåëåíèåì ãîðÿ÷èõ è õîëîäíûõ ïÿòåí. Èìåííî òàêóþ ðàâíîìåðíóþ êàðòèíó ìû äîëæíû âèäåòü â ìèêðîâîëíîâîì äèàïàçîíå, íî íàáëþäåíèÿ ðåëèêòîâîãî èçëó÷åíèÿ, ïðîâåäåííûå îáñåðâàòîðèåé Planck , ïîêàçûâàþò îáðàòíîå – Âñåëåííàÿ àñèììåòðè÷íà, òî åñòü íå îäíîðîäíà, à â íåêîòîðîì ðîäå ðàçäåëåíà íà äâå ðàçíûå ÷àñòè.
Êàê ýòî ïîíÿòü
Ïåðâûå «òðåâîæíûå çâîíî÷êè» äëÿ «èãðóøå÷íîé» ìîäåëè ïðîçâó÷àëè, êîãäà â 2007 ãîäó çîíä WMAP âïåðâûå îáíàðóæèë äîêàçàòåëüñòâà òîãî, ÷òî êîëåáàíèÿ òåìïåðàòóðû áîëåå çíà÷èòåëüíû â îäíîé ïîëîâèíå êîñìè÷åñêîãî ìèêðîâîëíîâîãî ôîíà. Òîãäà ìíîãèå ó÷åíûå «óñïîêàèâàëè» ñåáÿ âîçìîæíîé ïîãðåøíîñòüþ èçìåðåíèé, íî Planck ïîäòâåðäèë: íàáëþäåíèÿ WMAP - ýòî íå ïîãðåøíîñòü îáîðóäîâàíèÿ, à ðåàëüíîñòü.
Äëÿ îáíàðóæåíèÿ àñèììåòðèè ïîòðåáîâàëèñü ñîâåðøåííûå èíñòðóìåíòû, ïîñêîëüêó åå ìîæíî íàéòè, ëèøü ðàáîòàÿ â î÷åíü áîëüøèõ ìàñøòàáàõ. Åñòü ïðîñòîé ïðèìåð, äåìîíñòðèðóþùèé ýòó íåîáõîäèìîñòü: êâàäðàòíûé ìåòð çåìëè íà ðàâíèíå è â ãîðàõ ìîæåò áûòü îäèíàêîâûì, íî â ìàñøòàáàõ òûñÿ÷ êâàäðàòíûõ êèëîìåòðîâ ðàçíèöà â ðåëüåôå î÷åíü ñóùåñòâåííàÿ. Òî æå ïðîèçîøëî è ñ íàáëþäåíèåì Âñåëåííîé: êîãäà èçó÷àëè íåáîëüøèå ó÷àñòêè ìèêðîâîëíîâîãî ôîíà, âðîäå íàáëþäàëàñü îäíîðîäíîñòü, à êàê òîëüêî îõâàòèëè âçãëÿäîì âñþ Âñåëåííóþ öåëèêîì – íàøëèñü êàðäèíàëüíûå ðàçëè÷èÿ, ðàçäåëÿþùèå åå íà äâå «ïîëîâèíû».
Íåêîòîðûå êîñìîëîãè ïî-ïðåæíåìó ñ÷èòàþò ýòî ñòàòèñòè÷åñêîé ñëó÷àéíîñòüþ. Âåðîÿòíîñòü òîãî, ÷òî êâàíòîâûå ôëóêòóàöèè â ìîìåíò ðîæäåíèÿ Âñåëåííîé ìîãëè ñëó÷àéíî ïîðîäèòü íàáëþäàåìóþ àñèììåòðèþ, íàõîäèòñÿ ìåæäó 0,1 è 1%. Ýòî ïðèìåðíî òàê æå âåðîÿòíî, êàê 8 ðàç ïîäðÿä áðîñèòü ìîíåòó îðëîì ââåðõ – ìàëîâåðîÿòíî, íî â ïðèíöèïå âîçìîæíî.
Òåì íå ìåíåå, ñåãîäíÿ óæå ìàëî êòî âåðèò â «èãðóøå÷íóþ» ìîäåëü ðîæäåíèÿ Âñåëåííîé. Êîñìîëîãè âûäâèíóëè íåñêîëüêî êîíêóðèðóþùèõ òåîðèé, îáúÿñíÿþùèõ, êàêèå èìåííî ñîáûòèÿ âî âðåìÿ è ñðàçó ïîñëå Áîëüøîãî âçðûâà ìîãëè ïîðîäèòü àññèìåòðèþ êîñìîñà.

Êîñìîëîãè ïîëàãàþò, ÷òî êâàíòîâûå ôëóêòóàöèè â ìîìåíò Áîëüøîãî âçðûâà ñòàëè ïðè÷èíîé ðîñòà Âñåëåííîé – òàê íàçûâàåìîé èíôëÿöèè.  èòîãå ôëóêòóàöèè ïðåâðàòèëèñü â «ñåìåíà» ãàëàêòèê è ìåæãàëàêòè÷åñêèõ ïóñòîò
Îäíà èç ïîïóëÿðíûõ òåîðèé – òåîðèÿ ñòðóí, êîòîðàÿ ââîäèò äîïîëíèòåëüíûå ñâåðíóòûå èçìåðåíèÿ ïðîñòðàíñòâà. Ñòîðîííèêè òåîðèè ñòðóí ïîëàãàþò, ÷òî ýòè èçìåðåíèÿ ïîðîäèëè áîëåå ÷åì îäíî èíôëÿöèîííîå ïîëå, ÷òî è ïðèâåëî ê àñèììåòðèè. Òàê, â ìàå Äæîí Ìàêäîíàëüä, êîñìîëîã Ëàíêàñòåðñêîãî óíèâåðñèòåòà â Âåëèêîáðèòàíèè, ïðåäñòàâèë äâóõïîëåâóþ ìîäåëü, â êîòîðîé îäíî ïîëå ìîãëî ñòàòü ïðè÷èíîé àñèììåòðèè. Äàííîå ïîëå, íàçâàííîå êóðâàòðîí (curvaton), ðàñïàëîñü ïîñëå èíôëÿöèè è ïîñëå îáðàçîâàíèÿ òåìíîé ìàòåðèè.
Êðîìå òîãî, â èçäàíèè Physical Review ñêîðî ïîÿâèòñÿ ñòàòüÿ ôèçèêà-òåîðåòèêà Ìàðêà Êàìÿíêîâñêîãî, â êîòîðîéàñèììåòðèÿ îáúÿñíÿåòñÿ ðåçóëüòàòîì èçìåíåíèÿ íåêîòîðûõ êîñìîëîãè÷åñêèõ ïàðàìåòðîâ ïî âñåé Âñåëåííîé. Ïðîùå ãîâîðÿ, ðàçëè÷íûå ïàðàìåòðû íà ðàçíûõ êîíöàõ Âñåëåííîé èçìåíÿëèñü â ïðåäåëàõ 6%. Ýòè èçìåíåíèÿ ìîãëè áûòü êàòàëèçàòîðàìè èíôëÿöèè.
Íó è, êîíå÷íî, Ìýòüþ Êëåáàí ïîääåðæèâàåò òåîðèþ ìóëüòèâñåëåííîé è ïîëàãàåò, ÷òî àñèììåòðèÿ âûçâàíà ñòîëêíîâåíèåì ìåæäó äâóìÿ âñåëåííûìè èëè ìåæäó äâóìÿ òî÷êàìè íàøåé Âñåëåííîé.  òàêîì ñöåíàðèè «ïóçûðè» âñïëûâàëè ðÿäîì, ñòàëêèâàëèñü è äàâàëè íà÷àëî èíôëÿöèè. Òàêæå âîçìîæíî ñòîëêíîâåíèÿ ïóçûðÿ-âñåëåííîé ñàìîãî ñ ñîáîé – ïðåäñòàâüòå «áóáëèê» ðàñòóùèé íà öèëèíäðå, îí îãèáàåò öèëèíäð è ðàçíûå òî÷êè ïóçûðÿ ñòàëêèâàþòñÿ äðóã ñ äðóãîì. Òàêîå ñòîëêíîâåíèå òàêæå ìîæåò ïðèâåñòè ê èíôëÿöèè.
Åñëè óäàñòñÿ çàìåòèòü ñëåäû òàêîé óäàðíîé âîëíû íà ìèêðîâîëíîâîì ôîíå, ïðàâîòà Êëåáàíà áóäåò ïîäòâåðæäåíà. Ïðàâäà, ñàì ó÷åíûé íå èñïûòûâàåò ïî ýòîìó ïîâîäó îñîáîãî îïòèìèçìà è ñ÷èòàåò, ÷òî îñíîâíîé ôðîíò óäàðíîé âîëíû, ñêîðåå âñåãî, ïåðåøåë çà ãîðèçîíò íàáëþäàåìîé ÷àñòè Âñåëåííîé.  ðåçóëüòàòå, Planck íàáëþäàåò ëèøü îñòàòêè ýòîé âîëíû – êàê êèëüâàòåðíûé ñëåä êîðàáëÿ, êîòîðûé óæå ñêðûëñÿ çà ãîðèçîíòîì.
Áîëüøàÿ ðàáîòà
Êàê áû òî íè áûëî, òåïåðü òåîðåòèêàì ïðèäåòñÿ âíåñòè êîððåêòèðîâêè â ñâîè òåîðèè è âñå-òàêè ïîïûòàòüñÿ íàéòè ñïîñîá èõ ýêñïåðèìåíòàëüíîãî ïîäòâåðæäåíèÿ.  íàñòîÿùåå âðåìÿ ó÷åíûå íàäåþòñÿ íà íîâóþ ñåðèþ íàáëþäåíèé êîñìè÷åñêîé îáñåðâàòîðèè Planck, êîòîðàÿ çàâåðøèòñÿ â ñëåäóþùåì ãîäó. Äåëî â òîì, ÷òî ðàçëè÷íûå òåîðèè èíôëÿöèè ïðåäïîëàãàþò ñâîè îñîáåííîñòè â ïîëÿðèçàöèè êîñìè÷åñêîãî ìèêðîâîëíîâîãî ôîíà. Êàê îæèäàåòñÿ, íîâûå äàííûå ñ Planck-à óòî÷íÿò êàðòèíó ïîëÿðèçàöèè è ïîçâîëÿò îòñåÿòü íåñîñòîÿòåëüíûå ãèïîòåçû.


