Физики распечатали "эхо" Большого Взрыва на 3D-принтере
Британские космологи подготовили первые в мире трехмерные "распечатки" микроволнового фонового излучения Вселенной, "эхо" Большого Взрыва, которое позволит каждому взглянуть на тайны рождения мироздания, говорится в статье, опубликованной в European Journal of Physics.
"Создание по-настоящему трехмерного образа микроволнового фонового излучения, который можно подержать в руке и пощупать, а не только смотреть на него, поможет в популяризации науки и в реальных исследованиях. Мы представили флуктуации в температуре излучения в виде ямок и бугорков на сферической поверхности. К примеру, на ней можно нащупать знаменитое "холодное" пятно в эхо Большого взрыва", - рассказывает Дэвид Клементс (David Clements) из Имперского колледжа Лондона (Великобритания).
Процесс рождения Вселенной, как сегодня считают ученые, сопровождался сверхбыстрым ее расширением и выделением огромного количества энергии в виде гравитационных волн и микроволнового излучения, флуктуации и неоднородности в которых определили то, как выглядят галактики и вся Вселенная сегодня.
Теоретические расчеты советских физиков в 80 годах и изучение этого излучения при помощи зондов WMAP и "Планк" в начале и конце 2000 годов показали, что это микроволновое "эхо Большого Взрыва" неоднородно по своей природе. В нем существуют области с различной "температурой" - частотой и другими параметрами излучения.
Сегодня их активно изучают ученые, пытаясь использовать данные по флуктуациям для раскрытия тайн мироздания и поисков темной материи и энергии, частицы и свойства которых влияют на поведение реликтового излучения и манеру его движения через космос.
Как рассказывает Клементс, все существующие карты и изображения этих флуктуаций являются двумерными, из-за чего их достаточно сложно изучать, представляя в уме трехмерную форму этого "эха Большого взрыва" и еще сложнее - объяснять его природу и интересные детали в нем простым людям. Британские космологи решили ликвидировать этот досадный пробел, создав первую в истории науки трехмерную модель реликтового излучения.
Для этого ученые обратились к набирающей популярность технологии трехмерной печати, которая позволила им очень точно воспроизвести то, что видят "Планк" и прочие телескопы, используя разноцветные пластиковые материалы и особые алгоритмы, преобразовавшие космологические данные в понятный для принтера "язык".
Первые версии модели, которую они подготовили, занимали бы непропорционально много места, и поэтому ученые приняли волевое решение уменьшить их в 16 раз. В таком состоянии не все мельчайшие детали, "пойманные" зондами, сохранились при распечатке модели, однако человеческий глаз, как утверждает Клементс, все равно бы не увидел их.
Конечным плодом их усилий стал небольшой 10-сантиметровый шар, покрытый множеством разноцветных неровностей, достаточно точно отражающий все известные космологам аномалии и колебания в силе микроволнового фонового излучения.
К примеру, их модель хорошо отражает положение и размеры загадочного холодного пятна в "эхе Большого Взрыва". Оно было обнаружено в 2004 году, когда телескоп WMAP начал работать над составлением первой карты реликтового излучения Вселенной. Сначала ученые думали, что имеют дело с дефектом приборов зонда или какой-то статистической ошибкой, однако следующий подобный аппарат - европейский телескоп "Планк" - подтвердил существование пятна.
В последствии, данные и фотографии с этих телескопов помогли ученым составить трехмерную карту Вселенной в данном участке ночного неба и обнаружить, что регион, окружающий "холодное пятно", является своеобразной космической пустыней. По расчетам ученых, она простирается на 1,8 миллиарда световых лет в длину и несколько десятков миллиардов световых лет в толщину, а ее ближайшая к нам граница находится в трех миллиардах световых лет от Земли в созвездии Эридана.
"Инструкции" по распечатке этого "шара Вселенной" ученые выложили в открытый доступ, а также подготовили облегченные версии "настольного Большого Взрыва" для печати на одноцветных 3D-принтерах. Скачать их можно здесь.
