The Brain
21 марта 2019
В прошлом скорость света была быстрее, чем сейчас?
Скорость света в вакууме равняется 299 792 458 м/с, и это значение – константа. На неизменности скорости света построена практически вся современная физика. Но не всегда существующая скорость света вписывается в наблюдаемую картину Вселенной. Остается еще несколько нерешенных космологических вопросов, и среди них следует особо выделить так называемую проблему горизонта.
Проблема горизонта (или проблема однородности) была обнаружена в 1960-х годах, когда впервые было экспериментально подтверждено существование реликтового излучения. Это равномерно заполняющее Вселенную микроволновое излучение, которое возникло примерно через 300 000 лет после Большого Взрыва. В это время замедлившиеся электроны стали соединяться с протонами и альфа-частицами, образовывая атомы и переходя из плазменного состояния в газообразное. Часто данную эпоху называют «эпохой первичной рекомбинации». Эхо этого события в виде излучения доходит до нас и по сей день.
Интересно, что реликтовое излучение равномерно распределено во всей наблюдаемой Вселенной и обладает температурой 2,72548±0,00057 К. Только представьте, что на огромном пространстве видимой Вселенной диаметром в 93 млрд. световых лет излучение распределено равномерно. Для этого в эпоху первичной рекомбинации Вселенная уже должна была иметь одинаковую температуру во всех областях. Но для двух областей, расположенных, например, на противоположных концах друг от друга, это было бы невозможно: их световое и тепловое излучение просто не дошли бы друг до друга за столь короткий срок.
Многие физики объясняют эту особенность инфляционной моделью расширения Вселенной – то есть её ускоренным расширением на раннем этапе существования. Во время инфляции пространство расширялось столь быстро, что все неоднородности поля были сглажены, а равномерно рождающиеся частицы, в том числе и фотоны, достигли одинаковой температуры.
РекомендуемКаковы размеры нашей Вселенной?
Но не все ученые согласны с подобной теорией, находя в ней критические недостатки: почему, например, неоднородность поля в доинфляционной Вселенной была достаточно мала, чтобы исчезнуть и не проявляться при текущих наблюдениях? В противовес инфляционной модели ряд физиков выдвинул альтернативную теорию, объясняющую однородность и изотропность реликтового излучения. По их мнению, скорость света 13 млрд. лет назад была в 60 раз выше текущей. Это объясняет, почему в ранней Вселенной температура смогла стабилизироваться столь быстро.
Одним из наиболее известных ученых, поддерживающих теорию переменной скорости света, является Жуан Магейджу, который отстаивает данную идею в научном мире с 1998 года. Ученый считает, что теорию переменной скорости света можно экспериментально подтвердить.
В своем исследовании Жуан вместе со своим коллегой Андреасом Альбрехтом, основываясь на значении скорости света в ранней Вселенной, подсчитали так называемый спектральный индекс – показатель степени зависимости спектральной плотности потока от частоты. В итоге ученые получили значение 0,96478, которое практически совпадает с результатом измерения спектрального индекса космической обсерваторией «Планк» – 0,967. Если в будущем более точные приборы покажут, что значение спектрального индекса полностью совпадает с вычислениями двух ученых, то это может стать серьезным преимуществом теории переменной скорости света.
В настоящий момент Жуан Магейджу и другие сторонники молодой теории с нетерпением ожидают новых данных о реликтовом излучении. И это может произойти совсем скоро – вместе с запуском в работу массива радиотелескопов в Чили, которые будут направлены на изучение реликтового излучения и поиск подтверждений инфляционной теории.
