https://www.space.com/astronomy/the-universe-may-be-lopsided-new-research-says
https://journals.aps.org/rmp/abstract/10.1103/9ygx-z2yq
В пересказе Gemini 3 Pro
См. также:
Физики показали, что время может идти вспять
От хаотической инфляции до супергравитации в пересказе GPT-4o
Астрофизикам не удается снизить "хаббловское напряжение" в пересказе GPT-4o
Гипотеза о циклической Вселенной получила наблюдательную поддержку в пересказе GPT-4o, книга Николая Горькаового «Осциллирующая Вселенная»
Открытие DESI: тёмная энергия слабеет в пересказе Grok 3
Вселенная "перекошена"? Почему у Стандартной модели космологии возникли проблемы
Мы привыкли думать о Вселенной как о чем-то идеальном и симметричном. Куда ни посмотри — везде примерно одно и то же: те же галактики, та же плотность материи, те же законы.
На этом предположении (оно называется изотропия) держится вся современная физика космоса. Это фундамент «Стандартной космологической модели» (ΛCDM). Но что, если фундамент треснул?
Недавно было опубликовано исследование, которое говорит о пугающей вещи: Вселенная может быть «однобокой» (асимметричной). И доказательства этому кроются в том, как распределены галактики на небе.
Ниже есть продолжение.Иллюзия скорости или реальный перекос?
Чтобы понять суть проблемы, нужно начать с «эха Большого взрыва» — реликтового излучения (КМФ). Это фоновый шум Вселенной. Он почти идеально ровный, но с одним нюансом.
В одной стороне неба это излучение чуть-чуть «горячее», а в противоположной — «холоднее». Астрономы называют это дипольной анизотропией. Долгое время считалось, что причина проста: мы (Земля, Солнечная система, наша Галактика) летим сквозь пространство с огромной скоростью.
В космологии принято считать, что этот перепад температур — всего лишь иллюзия, вызванная нашим движением. Сама Вселенная при этом остается спокойной и одинаковой.
Тест на честность: Загадка Эллиса — Болдуина
И вот здесь начинается самое интересное. В 1984 году физики Джордж Эллис и Джон Болдуин предложили гениальный способ проверить, действительно ли мы просто «летим сквозь спокойную Вселенную» или же с самим пространством что-то не так.
Суть их теста проста:
- Если перепад температур в реликтовом излучении вызван только нашей скоростью (как в примере с бегом под дождем)...
- ...Тогда мы должны видеть точно такой же эффект, если будем считать не температуру, а количество далеких галактик.
Нам должно казаться, что впереди по курсу галактики «сидят» гуще, а позади — реже. И математически этот «перекос» в числе галактик должен идеально совпадать с «перекосом» температуры реликтового излучения.
Зачем смотреть на край света? Проблема «соседей»
Почему Эллис и Болдуин настаивали именно на далеких квазарах и радиогалактиках? Почему нельзя просто пересчитать обычные галактики поблизости?
Проблема в том, что наш локальный космос — место очень «неопрятное». Представьте, что вы хотите измерить, с какой скоростью плывет ваша лодка по океану, просто глядя на волны вокруг.
Если вы будете смотреть только на воду прямо у борта, любой случайный всплеск, проплывающее бревно или стая рыб могут сбить вас с толку. Вам покажется, что вода «гуще» с одной стороны, хотя это просто случайное скопление мусора.
То же самое и в космосе:
- Ближний космос «комковат». Галактики не разбросаны равномерно. Гравитация сбивает их в кучи, группы и гигантские стены. Млечный Путь, например, тянется к огромному скоплению Девы.
- Ложная тревога (ложный диполь). Если мы будем считать близкие галактики, мы можем увидеть перекос просто потому, что справа от нас случайно оказалось гигантское скопление, а слева — космическая пустота. Мы ошибочно примем эту кучу материи за эффект нашей скорости.
Решение: Смотреть «поверх голов».
Квазары и радиогалактики находятся в миллиардах световых лет от нас. На таких колоссальных масштабах вся эта локальная «возня» сглаживается. Далекий космос должен выглядеть как идеально ровные обои. И если даже на этом ровном фоне мы видим, что впереди галактик гуще, чем сзади — значит, дело точно не в случайной куче «камней», а в нашей скорости (или в структуре самой Вселенной).
Результат: Вселенная провалила тест
Долгое время у нас не было достаточно мощных телескопов, чтобы пересчитать миллионы далеких галактик. Теперь данные есть. И итог шокирующий: Тест провален.
Да, галактик действительно больше в той стороне, куда мы летим. Но их намного больше, чем должно быть исходя из одной лишь скорости! Данные по материи не совпадают с данными по излучению.
Шанс для альтернативной науки? Не все циклы одинаковы
Для стандартной модели Большого взрыва этот результат — почти катастрофа. Но, может быть, это шанс для теорий циклических вселенных?
Здесь всё не так просто. Большинство циклических моделей (например, экпиротическая модель или CCC Роджера Пенроуза) тоже попадают под удар. Дело в том, что их механизм перезагрузки мира (будь то сжатие или сверх-расширение) работает как «утюг». Они, как и теория Большого взрыва, требуют, чтобы перед началом нового цикла Вселенная была выглажена до идеальной однородности. Если мы видим гигантский перекос — значит, их «утюг» не сработал.
Однако есть исключение — модель пульсирующей Вселенной Горькавого — Василькова.
В этой теории аномалия диполя — не баг, а фича. Модель предполагает, что Вселенная не обнуляется полностью. Она сохраняет «тяжелое наследство» от прошлого цикла в виде скоплений черных дыр и гравитационных волн.
- Вместо того чтобы быть гладкой, такая Вселенная изначально имеет структуру.
- Наблюдаемый нами перекос (диполь) — это, по сути, «шрам» или инерция массы, оставшаяся с предыдущей эпохи.
Получается парадоксальная ситуация: то, что ломает Стандартную модель и классические циклические теории, становится прямым подтверждением для моделей, учитывающих «память» Вселенной.
Что это значит для нас?
Если данные верны, то космологическое сообщество стоит на распутье. Либо мы найдем ошибку в понимании нашего движения, либо нам придется признать: Вселенная куда сложнее, чем идеальный шар из учебников.
Возможно, Стандартная модель (ΛCDM) доживает свои последние дни в нынешнем виде, уступая место более сложным теориям. Лавина данных с новых телескопов (Euclid, Vera Rubin, SKA) уже на подходе — и скоро мы узнаем ответ.
No comments:
Post a Comment