Die Inhomogenitäten der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung – der „Schrei des neugeborenen Universums“– lassen sich recht prosaisch erklären. Vielleicht sind ihre Quelle noch nicht unbekannte Merkmale der Struktur des Universums, sondern der Einfluss des Sonnensystems.
Stell dir den Urknall vor: Das Universum öffnet sich wie eine kolossale Blume. In der ersten Stufe handelt es sich um ein glühendes Plasma, dessen Teilchen ständig Energie miteinander austauschen, und die Strahlung befindet sich im thermischen Gleichgewicht mit der Substanz, und ihr gesamtes Spektrum entspricht der Strahlung eines "schwarzen Körpers" (d.h. Schwarzkörperstrahlung).also ein solcher Körper, dessen Strahlung nur von seiner Temperatur abhängt).
Allmählich dehnt sich der Weltraum aus, wodurch das Plasma abkühlt und mehrere hunderttausend Jahre später die ersten Atome erscheinen. Die Mikrowellenstrahlung, die das neugeborene Universum erzeugt hat, kann jedoch noch mit Hilfe spezieller empfindlicher Teleskope beobachtet werden. Dies ist das am weitesten entfernte Objekt, das wir beobachten können, und diese Strahlung wird als kosmischer Mikrowellenhintergrund bezeichnet.
Die Existenz des kosmischen Mikrowellenhintergrunds und seine Temperatur wurden zuerst theoretisch abgeleitet, basierend auf der Theorie des Urknalls. Und als es experimentell entdeckt wurde, wurde es zu einem der schlagendsten Argumente für dieses Konzept. Nach der Logik der Dinge sollte diese Strahlung in alle Richtungen praktisch gleich sein, und alle Inhomogenitäten darin erklären sich durch zufällige kleine Schwankungen, sollten also auch zufällig verteilt sein. In der Praxis stellte sich jedoch heraus, dass dies nicht der Fall war.
Vor dem allgemeinen Hintergrund der Reliktstrahlung gibt es ausgeprägte Bereiche mit erhöhten oder umgekehrt erniedrigten Temperaturen. Und obwohl diese Abweichungen winzige Bruchteile eines Grads sind (die durchschnittliche Abweichung beträgt 0,018 K), gelten sie als äußerst wichtig und interessant. Für die Entdeckung dieser Inhomogenitäten wurde sogar der Nobelpreis verliehen, was im Artikel „Nobel Ripples“nachzulesen ist. Diese Anisotropie konnte bisher nicht eindeutig erklärt werden.
Vielleicht liegt dies an den Merkmalen der großräumigen Struktur des modernen Universums oder an den unbekannten Eigenschaften des Universums in den frühen Stadien. Aber der kanadische Wissenschaftler Howard Sharpe hat neulich einen Artikel veröffentlicht, in dem er eine völlig "ketzerische" Annahme macht. Er argumentiert, dass die Ursache der CMB-Anisotropie viel näher bei uns liegt.
Genau genommen liegt es an den äußersten Enden des Sonnensystems, im Bereich der Stoßwellengrenze, wo schnell fliegende geladene Teilchen des Sonnenwinds durch interstellare Gasströmungen abgebremst werden. Hier verliert die Sonne fast ihren gesamten Einfluss, die Temperatur, der Druck, die Dichte und die elektromagnetischen Eigenschaften des Weltraums ändern sich dramatisch. Über die Erforschung dieser sehr faszinierenden Bereiche unserer "Sternenheimat" können Sie in der Notiz "Der Fall der fehlenden Energie" nachlesen.
Für die moderne Raumfahrt gelten diese Regionen als sehr weit entfernt. Voyager 1 und 2 wurden in den 1970er Jahren gestartet und erreichten es 2003 bzw. 2007. Und die Wissenschaftler analysierten die von ihnen gesendeten Daten und entdeckten eine weitere Kuriosität. Die Grenze der Schockwelle, die eine Kugelform haben sollte, stellte sich als asymmetrisch heraus, verlängert durch den Einfluss einiger bisher unbekannter Kräfte.
Howard Sharpe schlug vor, dass es diese „abgeflachte“Stoßwellengrenze mit ihrer ziemlich scharfen Änderung der Eigenschaften des Mediums ist, die als eine Art „Linse“dient, die die Homogenität der kosmischen Mikrowellenhintergrundstrahlung bricht wenn er es auf dem Weg zu unseren Teleskopen passiert. Der Wissenschaftler selbst nannte diesen Effekt "Dirty Lens".
Die Idee ist so gewagt, so interessant und vor allem – ziemlich überprüfbar. Der Kanadier selbst schlägt einen Weg vor, dies zu tun. Der Punkt ist, dass die Form der Grenze einer starken Stoßwelle vom Sonnenwind abhängt. Änderungen ihrer Intensität führen schnell zu entsprechenden Schwankungen ihrer Form, das heißt, wenn die Grenze auf diese Weise wie eine „schmutzige Linse“wirkt, sollten sich auch die für uns sichtbaren Inhomogenitäten der kosmischen Mikrowellenstrahlung ändern. Das Verh alten des Sonnenwinds wird heute von vielen Instrumenten sowohl auf der Erde als auch im Weltraum überwacht, daher ist es mehr als möglich zu versuchen, Korrelationen zwischen seiner Intensität und dem beobachteten Bild des kosmischen Mikrowellenhintergrunds zu finden.
Außerdem gibt es bereits einige Bestätigungen für die Hypothese von Howard Sharpe. Ihm zufolge wurden bereits einige Inkonsistenzen in den CMB-Anisotropiekarten gefunden, die von der WMAP-Sonde in verschiedenen Zeiträumen zusammengestellt wurden (diese Karten werden herkömmlicherweise als WMAP3 und WMAP5 bezeichnet). Und die Version über den Einfluss der Stoßwellengrenze kann diese Ungereimtheiten gut erklären. Sie können mehr über das WMAP-Projekt in unserem Artikel „Mission: In Progress“lesen.
