Об искажении спектра реликтового излучения при рассеянии на кротовых норах
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2016. № 5
97
Отметим, что КЗС имеет универсальную природу, т. е. эффект возникает
при рассеянии РИ на любом типе материи (не только на горячем электронном
газе). В этом отношении достаточно трудно отделить вклад кротовых нор от
вклада электронного газа в кластерах и группах галактик. В связи с этим пред-
положим, что КЗС также следует искать и в тех областях, где барионная мате-
рия отсутствует. Такие области (воиды) занимают большую часть наблюдаемой
Вселенной. Можно ожидать, что плотность кротовых нор в них наиболее высо-
ка и главный вклад будут давать именно кротовые норы. Действительно, если
принять фрактальность топологической структуры Вселенной, а газ кротовых
нор — естественной реализацией указанной фрактальности (а также основным
кандидатом на роль темной материи), то в воидах кротовые норы выталкивают
(или замещают) барионы. Это позволяет дать принципиальное объяснение, по-
чему в воидах практически нет барионов ни в виде галактик, ни в форме межга-
лактического газа. Остается также и возможность изучения особенностей рас-
сеяния РИ на одиночных космологических кротовых норах.
Устойчивые космологические кротовые норы имеют сечения в форме
тора [12]. Сферически симметричные кротовые норы для устойчивости требуют
экзотические формы материи, следовательно, не могут реализоваться в приро-
де. Такие норы должны были сколлапсировать в раннюю эпоху, а в настоящее
время по своим проявлениям они не отличаются от первичных черных дыр.
Тем не менее в настоящей работе ограничимся простейшей сферически сим-
метричной кротовой норой, которую следует рассматривать как тор, усреднен-
ный по всем возможным ориентациям. После усреднения некоторые детальные
особенности исчезнут, но основной эффект КЗС остается.
Сечение рассеяния на кротовой норе и эффект КЗС.
Вопрос рассеяния
сигналов на сферических кротовых норах уже неоднократно был изучен в лите-
ратуре [13–17]. Следует отметить два основных эффекта: 1) генерация специфи-
ческой интерференционной картины (после рассеяния плоской волны на одной
кротовой норе) [15]; 2) генерация диффузионного гало вокруг любого дискрет-
ного источника [16, 17]. К сожалению, оба эффекта не достаточно хороши для
использования их в наблюдениях (первый дает слабый сигнал, а второй может
иметь различные интерпретации).
Рассмотрим случай статического газа кротовых нор, т. е. при отсутствии пеку-
лярных движений. Предположим, что газ кротовых нор вовлечен в общее космо-
логическое расширение. Сферическую кротовую нору можно рассматривать как
пару сопряженных сферических зеркал: когда реликтовый фотон падает на одно
зеркало, после отражения он испускается от второго (сопряженного) зеркала. Се-
чение такого процесса было описано в работе [15]. Пусть падающая плоская волна
(набор фотонов) попадает на горловину. Тогда рассеянный сигнал имеет две со-
ставляющие. Первая составляющая представляет собой стандартную дифракцию
(соответствует поглощению реликтовых фотонов на горловине) и формирует уз-
кий пучок вдоль направления распространения. Это так называемое рассеяние
вперед, которое описывают сечением (сечением захвата РИ):