Наше понимание космологии зависит от того, насколько хорошо мы знаем собственное космическое окружение — а оно до сих пор плохо изучено и слабо понято.
«Вы можете отправиться в самые отдалённые уголки земли в поисках успеха, — якобы провозгласил в XIX веке баптистский проповедник Рассел Конуэлл, — но если вам повезёт, вы обнаружите счастье у себя под боком».
Современная космология давно вышла за пределы нашего космического двора. Мы заглядываем в свет первых мгновений Большого взрыва. Наши обзоры охватывают миллионы галактик за один раз. Мы измерили и нанесли на карту самые тонкие проявления ускорения расширения Вселенной.
Но всё наше понимание этих явлений основывается на знании ближайших к нам областей космоса — а они остаются плохо изученными и слабо понятыми.
В апреле 2024 года коллаборация проекта Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI) сделала сенсационное заявление. Данные первого года масштабного обзора галактик, включавшего точные измерения более чем 13 миллионов объектов, выявили небольшие, но статистически значимые признаки того, что тёмная энергия может ослабевать со временем. То есть загадочная сила, ответственная за ускорение расширения Вселенной, возможно, постепенно исчезает.
Этот новый результат усиливает растущий список трудностей, с которыми сталкивается ведущая космологическая модель — ΛCDM (лямбда CDM, где CDM -холодная тёмная материя), согласно которой около 95% содержимого Вселенной приходится на тёмную энергию и тёмную материю. Уже много лет космологи сталкиваются с так называемым «напряжением Хаббла» — расхождением между измерениями текущей скорости расширения, основанными на наблюдениях близких объектов, и расчётами, полученными из данных о далёком, древнем космосе.
Но чтобы заглянуть в дальний космос и сделать эти грандиозные измерения, мы изначально вынуждены смотреть сквозь наши ближайшие окрестности — а это может приводить к систематическим искажениям в наших наблюдениях. Как если бы мы смотрели сквозь искривлённое стекло: нам может казаться, что во Вселенной происходят какие-то странные процессы, тогда как на самом деле мы просто неправильно интерпретируем данные.
Так как же выглядит наша ближайшая Вселенная?
Сложность в том, чтобы составить полную карту локальной Вселенной — здесь «локальная» означает расстояние в несколько сотен миллионов световых лет. Для создания полной картины обзоры должны быть глубокими, широкими и полными: они обязаны охватывать все участки неба, проникать как можно дальше в космос и регистрировать каждую галактику — даже самые тусклые и маленькие. Однако большинство астрономических обзоров достигают лишь двух из этих трёх целей.
Например, в 2013 году группа исследователей — Райан Киннан, Эми Барджер и Леннокс Коуи — изучала возможное существование так называемой «локальной дыры». Сегодня это образование известно как войд КВС — вероятная впадина в локальной плотности Вселенной, простирающееся на два миллиарда световых лет. Это не особенно глубокая «впадина»: плотность вещества в этом регионе, по оценкам, всего на 10–20% ниже средней по Вселенной. Но и этого может быть достаточно, чтобы повлиять на наши измерения космического расширения: галактики внутри пустоты могут испытывать дополнительное гравитационное «вытягивание» наружу со стороны более плотных областей за её пределами. добавляя смещение, которого иначе не было бы, и потенциально ослабляя напряжение Хаббла.
Вскоре после публикации результатов DESI Индраннил Баник из Портсмутского университета и Василиос Калаицидис из Университета Сент-Эндрюс в Шотландии также обратились к теории пустоты KBC, чтобы объяснить эти результаты, утверждая, что эти измерения искажены, поскольку, по сути, основаны на неверном предположении.
Космологи исходят из того — и многочисленные обзоры это подтверждают — что Вселенная однородна в больших масштабах, то есть в целом одинакова во всех направлениях. Участок достаточно большого объёма должен быть во многом похож на любой другой. Конечно, распределение галактик, скоплений и пустот будет различаться, но статистические характеристики этих структур — их размеры, расстояния между ними и так далее — должны быть схожими. Однако до сих пор неясно, Однако не совсем ясно, где именно начинается однородность и насколько далеко может отличаться наша локальная Вселенная, не нарушая при этом LCDM. Баник и Калаицидис утверждают: если признать существование войда КВС, то необходимость во временной эволюции тёмной энергии может исчезнуть.
Но мы до сих пор не уверены, существует ли этот войд КВС на самом деле. Судя по нашим ограниченным обзорам ближайшей Вселенной, на нашем участке радиусом около миллиарда световых лет действительно меньше галактик, чем за его пределами. Однако, как уже говорилось, создание полных астрономических обзоров — задача чрезвычайно сложная.
В мае 2025 года группа космологов опубликовала результаты многолетнего исследования структуры ближайшей Вселенной, которое поставило под сомнение саму идею этой «пустоты». Их инструментом, однако, не был новый телескоп или прибор. Это был компьютер.
Исследователи взяли существующие каталоги галактик и ввели данные в компьютерную симуляцию, моделирующую рост космических структур и формирование галактик, с целью воссоздать полную картину локальной Вселенной. Но такие симуляции содержат множество настраиваемых параметров: от количества тёмной энергии до эффективности звёздообразования в галактиках. Кроме того, сами обзоры далеки от полноты: в них есть пробелы, пропущенные данные, и неизвестно, сколько ещё мелких, тусклых галактик остаётся вне поля зрения.
Поэтому учёные использовали байесовскую статистику — разновидность статистического подхода, который чётко учитывает априорные знания и предположения. Они провели множество симуляций, варьируя все возможные параметры, чтобы создать набор «виртуальных» обзоров галактик, статистически совместимых с реальными данными.
В результате тщательного анализа им удалось с высокой степенью достоверности воспроизвести большинство известных сверхскоплений рядом с Млечным Путём. Это говорит о том, что структуры, которые астрономы наблюдают в обзорах, действительно существуют, а не являются артефактом неполных или шумных данных.
Но никаких признаков того, что войд КВС существует, в проведенных симуляциях они не нашли.
Это исследование не является окончательным вердиктом — лишь статистической оценкой вероятности существования пустоты КВС при текущем качестве данных. Кроме того, космологи до сих пор не уверены, могут ли крупные отклонения в плотности вокруг Млечного Пути объяснить «напряжение Хаббла» и результаты DESI.
Но вывод из этих исследований очевиден. Пока мы продолжаем сканировать дальние уголки космоса и проникаем в бездны времени в поисках великих тайн, мы не можем игнорировать ту часть Вселенной, которую называем домом*.
«Ваши алмазы не где-нибудь в далёких горах или в морях», — якобы сказал Конвелл. «Они у вас на заднем дворе, стоит только поискать их».
Читайте также: Мы живем в центре гигантской космической пустоты
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.