Учени изследват космичската радиация, останала след Големия взрив, за да сложат край на дългогодишен дебат – дали Вселената е еднаква във всички посоки или е анизотропна.

Оказва се, че бързо разрастващата се Вселена няма предпочитана посока на нарастване. Тя се разширява във всички посока с еднакво темпо. И въпреки че това са добри новини за настоящите космологични модели, новините са лоши за известните полеви уравнения на Айнщайн.

В продължение на години, учените спореха, че Вселената може да функционира по два начина: тя би могла да е хомогенна и изотропна, т.е еднаква във всички посоки или анизотропна, т.е може да изглежда еднородна отвън, но в действителност да има предпочитана посока.

Когато нещо е анизотропно, редица физически свойства се отличават с различни стойности, когато бъдат измерени в различни посоки.

Идеята за анизотропната Вселена се появи в отговор на някои загатвания, че тя може би не е толкова хомогенна и изотропна, както се смята. Сега обаче изглежда, че хипотезата за анизотропната Вселена има далеч по-голям проблем.

През 1543, Николай Коперник доказа, че Земята не е център на Вселената, като посочи, че планетата ни всъщнот обикаля около Слънцето, а не обратното.

В началото на 20-ти век, с появата на Общата теория на относителността на Албърт Айнщайн и наблюденията, че Вселената се разширява във всички посоки, тази идея прерасна в космологичен принцип. Според нея Вселената е еднаква навсякъде и във всички посоки.

Това е солидна хипотеза, на база на която са изградени настоящите космологични модели, които обясняват Големия взрив, разширяването на Вселената и пропорциите на всичко в нея.

Но през последното десетилетие, определени детайли хвърлиха съмнение върху тази идея.

Материята не е равномерно разпределена във Вселената дори в по-малки мащаби. Например, звездните системи и галактическите купове са разпръснати из нея в случайни струпвания и учените предполагат, че определена сила ги е оформила в тази позиция.

Причината е, че Вселената се е родила като хомогенна супа от субатомни частици след Големия взрив. След като претърпяла експоненциален растеж, наречен инфлация, незначителни квантови флуктуации в супата придобили гигантски размери, предизвиквайки вариации в плътността, които вероятно са дали начало на галактиките.

Според стандартния космологичен модел, тези вариации са значими единствено в много малък мащаб, но незначителни в по-голям. Но какво би се случило, ако Вселената има предпочитана посока, характерна за цялата и структура ?

Ето тук се намесва, анизотропната хипотеза. Тя придоби популярност в началото на века, когато сондата за измерване на микровълновата анизотропия Уилкинсън на НАСА откри странни смущения в космическиа микровълнов фон, които никой не успява да обясни.

В действителност, съществува регион от Вселената, толкова смущаващ, че учените буквално го наричат Ос на злото, за други обаче той не е нищо повече от статистическо отклонение.

За да разкрият истината, космолози от University College London във Великобритания решили да се фокусират върху най-старата форма на радиация във Вселената – космическия микровълнов фон.Вместо да търсят несъответствия в космическия микровълнов фон, като Оста на злото, те се опитали да намерят доказателства за предпочитана посока на разрастване.Учените анализирали температурата и поляризацията на космическия микровълнов фон, радиация останала от времето на Големия взрив, използвайки данни от мисията Планк. Те сравнили реалния космически микровълнов фон с прогнозите си за това как би изглеждала анизотропната вселена и заключили, че лисват доказателства за подобни модели. Предположението, че Вселената е изотропна в по-голям мащаб, се оказало достатъчно надеждно.

Екипът изчислил, че съществува шанс 1:121 000 Вселената да се разширява в предпочитана посока.

Тези резултати са разочароващи, защото нехомогенната и изотропна Вселена е единственото решение на полевите уравнения на Айнщайн – поредица от 10 уравнения от Общата теория на относителността, която описва фундаменталното взаимодействие на гравитацията, като резултат от изкривяването на пространство-времето от материята и енергията.

Решенията, предложени от италианския математик Луиджи Бианки в края на 19-ти век, допускат съществуването на анизотропна Вселена. Но ако тези предположения се окажат погрешни, вероятно ще трябва да открием нов начин да обясним резултата от уравненията на Айнщайн.

Това обаче няма да е чак толкова трудна задача на фона на другата възможност – да преосмислим целия стандартен космологичен модел, ако Вселената наистина се окаже анизотропна.