Карта всей Вселенной, составленная по наблюдениям зонда Планк, показывает меньшую скорость расширения мира, чем принято считать. Это имеет два основных последствия. Во-первых, возраст Вселенной оказывается около 13.8 миллиардов лет, на 100 миллионов лет больше, чем принято считать. Во-вторых, доля материи по сравнению с темной энергией во всей Вселенной увеличивается, ведь именно темная энергия ответственна за расширение. Под материей понимается как обычная материя, так и темная материя – все же чуть менее непонятная вещь, чем темная энергия.

Карта зонда Планк явилась ожидаемым результатом в научном сообществе из-за высокой точности аппарата и его большого влияния на космологические воззрения современности. Карта основана на первых 15.5 месяцах наблюдений, в ходе которых зонд изучил абсолютно всю небесную сферу. Его задачей была регистрация реликтового излучения, и за счет высокой точности приборам аппарата оказались доступны мелкие колебания температуры этого в целом равномерного излучения. Эти колебания приходятся на долю галактик и их скоплений, возмущающих древнее излучение, оставшееся во Вселенной со времен Большого взрыва. Таким образом, структура температурных колебаний на карте Планка соответствует структура распределения всей материи во Вселенной.

«По мере движения древнего излучения к нам материя играет роль препятствия, незначительно изменяя его свойства, – говорит сотрудник Лаборатории реактивного движения Чарльз Лоренс. – Так что карта Планка показывает нам не только структуру очень молодой Вселенной, но и всю материю, которая появилась в ней».

Возраст, состав и все другие фундаментальные свойства Вселенной описываются стандартной космологической моделью, точным и достаточно простым инструментом изучения мира. Данные зонда Планк лишний раз подтвердили, что эта модель верна в целом, а за счет высокой точности наблюдений некоторые ее параметры теперь можно уточнить. Вместе с тем, на карте Планка есть и особенности, которые нельзя объяснить стандартной моделью – инструмент, отлично справляющийся со Вселенной в целом, не работает для некоторых мелких деталей. Среди наиболее важных несоответствий модели с наблюдательными данными – несимметричность реликтового излучения на двух половинах карты и наличие некоторых мест, слишком крупных, чтобы их можно было отнести к мелким деталям, для которых модель и не должна работать. Этих несоответствий пока накопилось недостаточно, чтобы полностью пересмотреть стандартную модель, но становится все труднее исправить ее так, чтобы она объясняла новые наблюдения.

Некоторые теории, правда, не выдержали испытания наблюдениями Планка. К ним относятся сложные гипотезы относительно инфляции – очень короткого промежутка времени, намного меньше секунды, когда размер Вселенной увеличился в сотню триллионов триллионов раз. На карте Планка материя распределена случайным образом, а значит, случайные процессы управляли и квантовыми преобразованиями, имевшими место во время инфляции. Этот факт поддерживает простые теории, отметая сложные, включающие разные процессы во время инфляции. «Структуры, которые мы видим на огромных частях небесной сферы, рассказывают нам о том, что происходило на мельчайших характерных расстояниях в течение первых моментов после рождения Вселенной», – говорит Лоренс.

Зонд Планк был запущен в 2009 году и занялся наблюдением всего неба, регистрируя реликтовое излучение, оставшееся после Большого взрыва. Оно оказалось «заморожено» в момент через 370000 лет после взрыва. На самом деле это излучение было испущено раньше, но оно было скрыто от наблюдения горячей плазмой, в виде которой существовала материя, образовавшаяся в быстро расширяющейся Вселенной. Остывающая плазма стала прозрачной для излучения.

Реликтовое излучение распределено по небу удивительно равномерно. В нем есть лишь небольшие сгущения, которые соответствуют квантовым флуктуациям во Вселенной через несколько моментов после рождения. Из этих флуктуаций затем образовалась материя, а затем звезды и галактики. В этом исследовании Планк является последователем аппаратов Wilkinson Microwave Anisotropy Probe и Cosmic Background Explorer, данные которых принесли их исследователям Нобелевскую премию 2006 года. Планк имеет более широкую полосу чувствительности по длинам волн и большее угловое разрешение. Несмотря на то, что он оказался способен обозреть всю небесную сферу, точность при этом не пострадала и составило двенадцатую часть углового градуса. За счет высокой точности было улучшено знание скорости расширения Вселенной, характеризуемой постоянной Хаббла – она теперь составляет 1.2 километра в секунду, отнесенные к килопарсеку (около трех миллионов световых лет), это меньше, чем текущее принятое значение. Разделение Вселенной на составляющие также изменилось. Темная материя теперь составляет около 26.8%, а не 24, а темная энергия – 68.3%, а не 71.4. Обычной материи также прибавилось – 4.9% против 4.6. Планк продолжит работу до 2014 года, улучшая эти оценки.