✖


Jump to content

Холодная точка CMB

Координаты : Карта неба 03 час 15 м 05 с , −19° 35′ 02″
(Перенаправлено с Эридана Суперпустоты )
Эта статья о возможной сверхпустоте в созвездии Эридана. Чтобы узнать о суперпустоте в Canes Venatici, см. Гигантскую Пустоту .
Обведенная область — это холодная точка. Черные линии на карте реликтового излучения Планка обозначают каждое созвездие, холодная точка находится в созвездии Эридана. Синий круг — это экваториальная линия небесной сферы. Изображение создано с помощью Celestia .
Обведенная область — это холодная точка в WMAP.

или Холодное пятно CMB холодное пятно WMAP — это область неба, наблюдаемая в микроволновом диапазоне , которая оказалась необычно большой и холодной по сравнению с ожидаемыми свойствами космического микроволнового фонового излучения (CMBR). «Холодное пятно» примерно на 70 мкК (0,00007 К ) холоднее средней температуры реликтового излучения (около 2,7 К), тогда как среднеквадратическое значение типичных изменений температуры составляет всего 18 мкК. [1] [примечание 1] В некоторых точках «холодное пятно» на 140 мкК холоднее средней температуры реликтового излучения. [2]

Радиус «холодного пятна» составляет около 5°; его центр находится в галактической координате l II = 207,8° , b II = −56,3° ( экваториальный : α = 03 час 15 м 05 с , δ = −19° 35′ 02″). Следовательно, оно находится в Южном небесном полушарии , в направлении созвездия Эридана .

Обычно наибольшие колебания температуры первичного реликтового излучения происходят на угловых масштабах около 1°. Таким образом, холодная область такого размера, как «холодное пятно», кажется очень маловероятной, если принять во внимание общепринятые теоретические модели. Существуют различные альтернативные объяснения, в том числе так называемая Суперпустота Эридана или Великая Пустота , которая может существовать между нами и первичным реликтовым излучением (пустоты на переднем плане могут вызывать холодные пятна на фоне реликтового излучения). Такая пустота будет влиять на наблюдаемое реликтовое излучение через интегрированный эффект Сакса-Вулфа и будет одной из крупнейших структур в наблюдаемой Вселенной . Это будет чрезвычайно большая область Вселенной, примерно от 150 до 300 Мпк или от 500 миллионов до одного миллиарда световых лет в поперечнике и от 6 до 10 миллиардов световых лет от нас. [3] на красном смещении , содержащая плотность материи, намного меньшую, чем средняя плотность при этом красном смещении. [ нужна ссылка ]

Открытие и значение

[ редактировать ]
Холодное пятно реликтового излучения также наблюдалось спутником Планк с аналогичной значимостью. Изображение создано с помощью программы Celestia.

В первый год сбора данных, полученных с помощью микроволнового зонда анизотропии Уилкинсона (WMAP), было обнаружено, что область неба в созвездии Эридана холоднее, чем окружающая ее территория. [4] Впоследствии, используя данные, собранные WMAP за 3 года, была оценена статистическая значимость такого большого прохладного региона. Вероятность обнаружения по крайней мере такого же высокого отклонения при моделировании по Гауссу составила 1,85%. [5] Таким образом, кажется маловероятным, но не невозможным, что холодное пятно было создано стандартным механизмом квантовых флуктуаций во время космологической инфляции , которая в большинстве инфляционных моделей приводит к гауссовой статистике. Холодное пятно также может, как предполагается в приведенных выше ссылках, быть сигналом негауссовых первичных флуктуаций.

Некоторые авторы поставили под сомнение статистическую значимость этой холодной точки. [6]

В 2013 году холодное пятно реликтового излучения также наблюдалось спутником . Планк [7] имеет такое же значение, исключая возможность того, что это вызвано систематической ошибкой спутника WMAP.

Возможные причины, помимо изначального колебания температуры

[ редактировать ]

Большое «холодное пятно» является частью того, что было названо « осью зла » (названной так потому, что увидеть такую ​​структуру было неожиданно). [8]

Суперпустотный

[ редактировать ]
Средний отпечаток 50 супервойдов ISW на космическом микроволновом фоне : [9] [ нужны разъяснения ] цветовая гамма от -20 до +20 мкК.

Одним из возможных объяснений холодного пятна является огромная пустота между нами и первичным реликтовым излучением . Область, более холодную, чем окружающие линии обзора, можно наблюдать, если присутствует большая пустота, поскольку такая пустота может вызвать повышенное подавление между интегрированным эффектом Сакса-Вульфа «позднего времени» и «обычным» эффектом Сакса-Вульфа. [10] Этот эффект был бы гораздо меньшим, если бы темная энергия не растягивала пустоту при прохождении через нее фотонов . [11]

Рудник и др . [12] обнаружил провал в количестве галактик NVSS в направлении Холодного пятна, что указывает на наличие большой пустоты. С тех пор некоторые дополнительные работы поставили под сомнение объяснение «сверхпустоты». При использовании более консервативного статистического анализа корреляция между падением NVSS и холодным пятном оказалась незначительной. [13] Кроме того, прямой обзор галактик в нескольких полях площадью один градус в пределах Холодного пятна не обнаружил никаких доказательств существования суперпустоты. [14] Однако объяснение сверхпустоты не исключено полностью; это остается интригующим, поскольку супервойды, похоже, действительно способны заметно влиять на реликтовое излучение. [9] [15] [16]

Исследование 2015 года показывает наличие сверхпустоты диаметром 1,8 миллиарда световых лет с центром в 3 миллиардах световых лет от нашей галактики в направлении Холодного пятна, вероятно, связанного с ней. [11] Это сделало бы ее крупнейшей обнаруженной пустотой и одной из крупнейших известных структур. [17] [примечание 2] Более поздние измерения эффекта Сакса-Вульфа также показали его вероятное существование. [18]

Хотя во Вселенной известны большие пустоты, для объяснения холодного пятна пустота должна быть исключительно огромной, возможно, в 1000 раз больше по объему, чем ожидаемые типичные пустоты. Оно будет находиться на расстоянии 6–10 миллиардов световых лет будет, возможно, даже более маловероятным, от нас и почти в один миллиард световых лет в поперечнике, и его появление в крупномасштабной структуре чем появление холодного пятна WMAP в первичном реликтовом излучении.

Исследование 2017 года [19] сообщили об исследованиях, не показавших никаких доказательств того, что связанные пустоты на луче зрения могли вызвать Холодное пятно реликтового излучения, и пришли к выводу, что вместо этого оно могло иметь первобытное происхождение.

Одной важной вещью, позволяющей подтвердить или исключить интегрированный по времени эффект Сакса – Вольфа, является профиль масс галактик в этой области, поскольку на эффект МУВ влияет смещение галактик, которое зависит от профилей масс и типов галактик. [20] [21]

В декабре 2021 года Исследование темной энергии (DES), проанализировав свои данные, представило дополнительные доказательства корреляции между суперпустотой Эридана и холодной точкой реликтового излучения. [22] [23]

Космическая текстура

[ редактировать ]

В конце 2007 года ( Круз и др. ) [24] утверждал, что Холодное Пятно могло возникнуть из-за космической текстуры , остатка фазового перехода в ранней Вселенной.

Параллельная вселенная

[ редактировать ]

Спорное утверждение Лауры Мерсини-Хоутон заключается в том, что это может быть отпечаток другой вселенной , помимо нашей, вызванный квантовой запутанностью между вселенными до того, как они были разделены космической инфляцией . [3] Лаура Мерсини-Хоутон сказала: «Стандартная космология не может объяснить такую ​​гигантскую космическую дыру» и выдвинула гипотезу, что холодная точка WMAP — это «... безошибочный отпечаток другой вселенной за пределами нашей собственной». Если это правда, то это первое эмпирическое свидетельство существования параллельной вселенной (хотя теоретические модели параллельных вселенных существовали и раньше). Это также поддержало бы теорию струн . [ нужна ссылка ] Команда утверждает, что имеет проверяемые ее теория будет подобная пустота. Небесной сферы последствия. Если теория параллельной вселенной верна, то в противоположном полушарии [25] [26] (который, по данным New Scientist , находится в южном небесном полушарии; результаты исследования массива Нью-Мексико показали, что он находится в северном). [3]

Другие исследователи смоделировали холодное пятно как потенциально результат столкновения космологических пузырей, опять же до инфляции. [27] [28] [19]

Сложный вычислительный анализ (с использованием сложности Колмогорова ) позволил получить доказательства наличия северной и южной холодных точек в спутниковых данных: [29] «...среди областей с высокой хаотичностью находится южная негауссова аномалия, Холодное пятно, с ожидаемой расслоением пустот. Существование ее аналога, Северного холодного пятна с почти идентичными свойствами случайности среди других низкотемпературных регионов, является раскрытый."

Эти и другие предсказания были сделаны до измерений (см. Лауру Мерсини ). [ нужна ссылка ] Однако, за исключением Южной холодной точки, различные статистические методы в целом не подтверждают друг друга в отношении Северной холодной точки. [30] Было отмечено, что «K-карта», используемая для обнаружения Северного холодного пятна, имеет вдвое большую степень случайности, измеренную в стандартной модели. Предполагается, что разница вызвана случайностью, вносимой пустотами (предполагалось, что неучтенные пустоты являются причиной повышенной случайности по сравнению со стандартной моделью). [31]

Чувствительность к методу поиска

[ редактировать ]

Холодное пятно является аномальным главным образом потому, что оно выделяется на фоне относительно горячего кольца вокруг него; в этом нет ничего необычного, если принять во внимание только размер и холод самого пятна. [6] С технической точки зрения, его обнаружение и значимость зависят от использования для компенсированного фильтра, такого как вейвлет мексиканской шляпы . его обнаружения [ нужна ссылка ]

См. также

[ редактировать ]

Примечания

[ редактировать ]
  1. ^ После того, как дипольная анизотропия, которая возникает из-за доплеровского сдвига микроволнового фонового излучения из-за нашей пекулярной скорости относительно сопутствующей была вычтена космической системы покоя. Эта особенность согласуется с тем, что Земля движется со скоростью около 627 км/с к созвездию Девы .
  2. ↑ В заявлении Сапуди и др. говорится, что недавно обнаруженная пустота является «самой большой структурой, когда-либо обнаруженной человечеством». Однако другой источник сообщает, что самой крупной структурой является сверхскопление , соответствующее сверхплотности GRB NQ2-NQ4 на расстоянии 10 миллиардов световых лет.

Ссылки

[ редактировать ]
  1. ^ Райт, Э.Л. (2004). «Теоретический обзор анизотропии космического микроволнового фона». В WL Freedman (ред.). Измерение и моделирование Вселенной . Серия по астрофизике Обсерваторий Карнеги. Издательство Кембриджского университета . п. 291. arXiv : astro-ph/0305591 . Бибкод : 2004mmu..symp..291W . ISBN  978-0-521-75576-4 .
  2. ^ Ууу, Маркус. «Самая большая вещь во Вселенной» . Би-би-си . Проверено 14 августа 2015 г.
  3. ^ Перейти обратно: а б с Чоун, Маркус (2007). «Пустота: Отпечаток другой вселенной?» . Новый учёный . 196 (2631): 34–37. дои : 10.1016/s0262-4079(07)62977-7 .
  4. ^ Круз, М.; Мартинес-Гонсалес, Э.; Вильва, П.; Кайон, Л. (2005). «Обнаружение негауссова пятна в WMAP» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 356 (1): 29–40. arXiv : astro-ph/0405341 . Бибкод : 2005MNRAS.356...29C . дои : 10.1111/j.1365-2966.2004.08419.x .
  5. ^ Круз, М.; Кайон, Л.; Мартинес-Гонсалес, Э.; Вильва, П.; Джин, Дж. (2007). «Негауссова холодная точка в трехлетних данных WMAP». Астрофизический журнал . 655 (1): 11–20. arXiv : astro-ph/0603859 . Бибкод : 2007ApJ...655...11C . дои : 10.1086/509703 . S2CID   121935762 .
  6. ^ Перейти обратно: а б Чжан, Рэй; Хутерер, Драган (2010). «Диски в небе: переоценка «холодной точки» WMAP ». Астрофизика частиц . 33 (2): 69. arXiv : 0908.3988 . Бибкод : 2010APh....33...69Z . CiteSeerX   10.1.1.249.6944 . doi : 10.1016/j.astropartphys.2009.11.005 . S2CID   5552896 .
  7. ^ Аде, Пенсильвания; и др. (Сотрудничество Планка) (2013). «Результаты Планка 2013. XXIII. Изотропия и статистика реликтового излучения». Астрономия и астрофизика . 571 : А23. arXiv : 1303.5083 . Бибкод : 2014A&A...571A..23P . дои : 10.1051/0004-6361/201321534 . S2CID   13037411 .
  8. ^ Миллиган, 22 марта 2006 г., 22:31. «WMAP: Космическая ось зла - EGAD» . Блог.lib.umn.edu. Архивировано из оригинала 7 июня 2015 г. Проверено 11 мая 2014 г. {{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  9. ^ Перейти обратно: а б Гранетт, Бенджамин Р.; Нейринк, Марк К.; Сапуди, Иштван (2008). «Отпечаток сверхструктур на микроволновом фоне из-за интегрированного эффекта Сакса – Вольфа». Астрофизический журнал . 683 (2): L99–L102. arXiv : 0805.3695 . Бибкод : 2008ApJ...683L..99G . дои : 10.1086/591670 . S2CID   15976818 .
  10. ^ Кайки Таро Иноуэ; Силк, Джозеф (2006). «Локальные пустоты как происхождение крупноугловых космических микроволновых фоновых аномалий I». Астрофизический журнал . 648 (1): 23–30. arXiv : astro-ph/0602478 . Бибкод : 2006ApJ...648...23I . дои : 10.1086/505636 . S2CID   119080005 .
  11. ^ Перейти обратно: а б Сапуди, И.; и др. (2015). «Обнаружение сверхпустоты, совпадающей с холодным пятном космического микроволнового фона» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 450 (1): 288–294. arXiv : 1405.1566 . Бибкод : 2015MNRAS.450..288S . дои : 10.1093/mnras/stv488 .
  12. ^ Рудник, Лоуренс; Браун, Ши; Уильямс, Лилия Р. (2007). «Внегалактические радиоисточники и холодная точка WMAP». Астрофизический журнал . 671 (1): 40–44. arXiv : 0704.0908 . Бибкод : 2007ApJ...671...40R . дои : 10.1086/522222 . S2CID   14316362 .
  13. ^ Смит, Кендрик М.; Хутерер, Драган (2010). «Нет данных о холодной точке в радиообзоре NVSS» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 403 (2): 2. arXiv : 0805.2751 . Бибкод : 2010MNRAS.403....2S . дои : 10.1111/j.1365-2966.2009.15732.x . S2CID   16043676 .
  14. ^ Гранетт, Бенджамин Р.; Сапуди, Иштван; Нейринк, Марк К. (2010). «Галактика рассчитывает на холодное пятно реликтового излучения». Астрофизический журнал . 714 (825): 825–833. arXiv : 0911.2223 . Бибкод : 2010ApJ...714..825G . дои : 10.1088/0004-637X/714/1/825 . S2CID   118614796 .
  15. ^ Темная энергия и отпечаток сверхструктур на микроволновом фоне
  16. ^ Финелли, Фабио; Гарсиа-Беллидо, Хуан; Ковач, Андрас; Пачи, Франческо; Сапуди, Иштван (2014). «Сверхпустота, отпечатывающая холодное пятно на космическом микроволновом фоне» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 455 (2): 1246. arXiv : 1405.1555 . Бибкод : 2016MNRAS.455.1246F . дои : 10.1093/mnras/stv2388 .
  17. ^ «Таинственное «холодное пятно»: отпечаток крупнейшей структуры во Вселенной?» . Новости Дискавери . 10 мая 2017 г. Архивировано из оригинала 31 октября 2015 г. Проверено 28 мая 2015 г.
  18. ^ Сешадри, Надатур; Криттенден, Роберт (2016). «Обнаружение интегрированного отпечатка Сакса-Вольфа космических сверхструктур с использованием подхода согласованного фильтра» . Астрофизический журнал . 830 (2016): Л19. arXiv : 1608.08638 . Бибкод : 2016ApJ...830L..19N . дои : 10.3847/2041-8205/830/1/L19 . S2CID   55896975 .
  19. ^ Перейти обратно: а б Маккензи, Руари; и др. (2017). «Доказательства против суперпустоты, создавшей холодное пятно реликтового излучения» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 470 (2): 2328–2338. arXiv : 1704.03814 . Бибкод : 2017MNRAS.470.2328M . дои : 10.1093/mnras/stx931 . Другое объяснение может заключаться в том, что Холодное Пятно является остатком столкновения нашей Вселенной с другой «пузырьковой» Вселенной на ранней стадии инфляции (Чанг и др., 2009, Ларджо и Леви, 2010).
  20. ^ Рахман, Сайед Фейсал ур (2020). «Непреходящая загадка космической холодной точки» . Мир физики . 33 (2): 36. Бибкод : 2020PhyW...33b..36R . дои : 10.1088/2058-7058/33/2/35 . S2CID   216440967 .
  21. ^ Дюп, FX (2011). «Измерение интегрированного эффекта Сакса – Вольфа». Астрономия и астрофизика . 534 : А51. arXiv : 1010.2192 . Бибкод : 2011A&A...534A..51D . дои : 10.1051/0004-6361/201015893 . S2CID   14737577 .
  22. ^ Ковач, А; Джеффри, Н.; Гатти, М; Чанг, К; Уайтвей, Л; Хамаус, Н.; Лахав, О; Поллина, Г; Бэкон, Д; Качпржак, Т; Модсли, Б (17 декабря 2021 г.). «Вид DES на суперпустоту Эридана и холодную точку реликтового излучения» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 510 (1): 216–229. arXiv : 2112.07699 . дои : 10.1093/mnras/stab3309 . ISSN   0035-8711 .
  23. ^ «Наша Вселенная в норме! Ее самая большая аномалия, холодное пятно реликтового излучения, теперь объяснена» . Большое Думай . февраль 2022 года . Проверено 9 февраля 2022 г.
  24. ^ Круз, М.; Н. Турок; П. Вильва; Э. Мартинес-Гонсалес; М. Хобсон (2007). «Особенность космического микроволнового фона, соответствующая космической текстуре». Наука . 318 (5856): 1612–4. arXiv : 0710.5737 . Бибкод : 2007Sci...318.1612C . CiteSeerX   10.1.1.246.8138 . дои : 10.1126/science.1148694 . ПМИД   17962521 . S2CID   12735226 .
  25. ^ Холман, Р.; Мерсини-Хоутон, Л.; Такахаши, Томо (2008). «Космологические аватары ландшафта I: выведение шкалы разрушения SUSY». Физический обзор D . 77 (6): 063510. arXiv : hep-th/0611223 . Бибкод : 2008PhRvD..77f3510H . дои : 10.1103/PhysRevD.77.063510 . S2CID   118887165 .
  26. ^ Холман, Р.; Мерсини-Хоутон, Лаура; Такахаши, Томо (2008). «Космологические аватары ландшафта II: сигнатуры CMB и LSS». Физический обзор D . 77 (6): 063511. arXiv : hep-th/0612142 . Бибкод : 2008PhRvD..77f3511H . дои : 10.1103/PhysRevD.77.063511 . S2CID   41377003 .
  27. ^ Чанг, Спенсер; Клебан, Мэтью; Леви, Томас С. (2009). «Наблюдение за столкновением миров: влияние на реликтовое излучение столкновений космологических пузырей». Журнал космологии и физики астрочастиц . 2009 (4): 025. arXiv : 0810.5128 . Бибкод : 2009JCAP...04..025C . дои : 10.1088/1475-7516/2009/04/025 . S2CID   15683857 .
  28. ^ Чех, Бартломей; Клебан, Мэтью; Ларджо, Клаус; Леви, Томас С; Сигурдсон, Крис (2010). «Поляризационные столкновения пузырей». Журнал космологии и физики астрочастиц . 2010 (12): 023. arXiv : 1006.0832 . Бибкод : 2010JCAP...12..023C . дои : 10.1088/1475-7516/2010/12/023 . S2CID   250776263 .
  29. ^ Гурзадян В.Г.; и др. (2009). «Колмогоровское космическое микроволновое фоновое небо». Астрономия и астрофизика . 497 (2): 343. arXiv : 0811.2732 . Бибкод : 2009A&A...497..343G . дои : 10.1051/0004-6361/200911625 . S2CID   16262725 .
  30. ^ Россманит, Г.; Рает, К.; Бандей, Эй Джей; Морфилл, Г. (2009). «Негауссовы сигнатуры в пятилетних данных WMAP, определенные с помощью индексов изотропного масштабирования» . Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества . 399 (4): 1921–1933. arXiv : 0905.2854 . Бибкод : 2009МНРАС.399.1921Р . дои : 10.1111/j.1365-2966.2009.15421.x . S2CID   11586058 .
  31. ^ Гурзадян В.Г.; Кочарян, А.А. (2008). «Параметр стохастичности Колмогорова, измеряющий случайность космического микроволнового фона». Астрономия и астрофизика . 492 (2): Л33. arXiv : 0810.3289 . Бибкод : 2008A&A...492L..33G . дои : 10.1051/0004-6361:200811188 .
[ редактировать ]


Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=CMB_cold_spot&oldid=1235081351"
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 4bdc22ef9db9a09e74abdf92b9e698f0__1721221020
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/4b/f0/4bdc22ef9db9a09e74abdf92b9e698f0.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
CMB cold spot - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)