Незвичайна космічна аномалія вказує на Землю, однак вчені не можуть зрозуміти причини

Космічне мікрохвильове фонове випромінювання є одним із головних свідчень на користь теорії Великого вибуху. Воно заповнює всю спостережувану частину Всесвіту і зберегло інформацію про його стан приблизно через 380 тисяч років після народження. Проте в розподілі цього випромінювання є дивна особливість, яку астрономи не можуть переконливо пояснити вже багато років.

Цю особливість назвали «віссю зла». За гучною назвою стоїть можливий збіг напрямків найбільших температурних структур реліктового випромінювання. Ще незвичніше те, що передбачувана вісь приблизно збігається з площиною Сонячної системи та напрямком руху Землі навколо Сонця. По один бік від неї температура реліктового фону виявляється трохи вищою, по інший — трохи нижчою, і цей ефект зберігається навіть після поправок на рух Сонячної системи та Чумацького Шляху.

Історія вивчення реліктового фону почалася 1964 року. Фізик Арно Пензіас і радіоастроном Роберт Вілсон зафіксували постійний шум, який з’являвся в спостереженнях незалежно від того, куди була спрямована антена радіотелескопа. Спочатку дослідники вирішили, що перешкоди створює саме обладнання, перевірили можливі земні джерела сигналу і навіть очистили антену від слідів голубів, які звили всередині гніздо. Шум нікуди не зник. Виявилося, що прилад реєстрував космічне мікрохвильове фонове випромінювання, передбачене в рамках моделі гарячого раннього Всесвіту. Це відкриття згодом було відзначено Нобелівською премією.

Реліктове випромінювання є залишковим світлом молодого Всесвіту. У міру розширення простору його довжина хвилі збільшилась, а температура знизилась приблизно до 2,726 кельвіна, або близько −270 °C. Майже в усіх напрямках температура фону однакова, а незначні відхилення відповідають ділянкам трохи більшої або меншої щільності речовини, з яких пізніше сформувалися галактики та скупчення.

Сучасні космологічні моделі передбачають, що у достатньо великому масштабі Всесвіт є однорідним і ізотропним — тобто не має виділеного центру чи особливого напрямку. Для аналізу реліктового випромінювання астрономи розкладають карту неба на великомасштабні компоненти, які називаються мультиполями. При випадковому розподілі температур осі цих компонентів не повинні збігатися. Проте дослідники помітили, що переважні напрямки квадруполя та октуполя виявляються незвично близькими один до одного. 2005 року таке вирівнювання отримало назву «вісь зла» — автори терміну хотіли підкреслити, що результат може суперечити статистичній ізотропності Всесвіту.

Більшість дослідників не вважають це спостереження доказом особливого положення Землі у Всесвіті. Більш імовірними поясненнями залишаються похибки вимірювань, особливості обробки даних або вплив джерел випромінювання, розташованих ближче до нас. Відокремити слабкий космологічний сигнал від локального мікрохвильового фону складно: на вимірювання можуть впливати випромінювання Чумацького Шляху, пил, газ і систематичні похибки приладів. Ті самі ознаки аномалії помічали в даних кількох місій, зокрема COBE та WMAP, однак різні методи обробки дають неоднакову значущість ефекту.

Якщо майбутні вимірювання підтвердять, що у реліктового фону справді є виділений напрямок, космологам доведеться переглянути уявлення про однорідність простору. Причиною може бути незвичайна геометрія Всесвіту, невідомий процес у ранньому космосі або великомасштабна структура, яку існуючі моделі не враховують. Поки що вісь зла залишається не новою фізичною теорією, а невирішеною проблемою інтерпретації спостережень: астрономи не знають, чи існує вона у самому Всесвіті, чи з’являється лише на наших картах реліктового випромінювання.