Мы редко задумываемся о форме Вселенной. Однако новое исследование предполагает, что она может быть асимметричной или «кривобокой» — то есть выглядеть по-разному в разных направлениях.
Стоит ли нам вообще об этом беспокоиться? Безусловно. Ведь сегодняшняя «стандартная космологическая модель», описывающая устройство и эволюцию всего космоса, держится на фундаментальном предположении: при рассмотрении на больших масштабах, Вселенная изотропна (выглядит одинаково во всех направлениях) и однородна (ее свойства одинаковы повсюду).
Но в последнее время в данных наблюдений возникают так называемые «напряжения» — несостыковки, которые ставят под сомнение идею об однородной Вселенной. Недавняя статья, опубликованная в журнале Reviews of Modern Physics, посвящена одной из самых значимых таких проблем, известной как «аномалия космического диполя».
Вывод исследователей: эта аномалия — серьезный вызов для наиболее общепринятого описания Вселенной (модели Лямбда-CDM).
Чтобы понять суть проблемы, начнем с реликтового излучения (космического микроволнового фона, CMB) — древнего света, оставшегося после Большого взрыва.
В целом, реликтовое излучение невероятно однородно: его температура по всему небу варьируется не более чем на одну стотысячную долю. Такая равномерность вселяет в космологов уверенность, позволяя моделировать Вселенную, используя «максимально симметричное» описание пространства-времени в рамках Общей теории относительности Эйнштейна. Это симметричное видение известно как метрика Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера (FLRW).
Однако, если присмотреться, в реликтовом излучении есть одна большая вариация — дипольная анизотропия. Это разница температур, при которой одна сторона неба кажется немного горячее, а противоположная — холоднее.
Традиционное объяснение этого эффекта простое и скучное: скорость. Мы считаем, что этот диполь возникает из-за того, что наша Солнечная система движется сквозь пространство со скоростью около 370 км/с относительно фона Вселенной. Из-за эффекта Доплера свет, к которому мы летим, кажется «синее» и горячее, а свет, от которого убегаем — «краснее» и холоднее.
Если это объяснение верно, то мы должны увидеть точно такой же эффект и в других данных — например, в распределении далеких галактик и квазаров. Они тоже должны казаться более сгруппированными в направлении нашего движения.
В своей работе исследователи сравнили «диполь» реликтового излучения с диполем, наблюдаемым в распределении материи (квазаров и радиогалактик).
Результат оказался неожиданным: направления совпадают (что хорошо), но амплитуды — нет.
Сигнал от распределения материи оказался намного сильнее, чем предсказывает теория, основанная только на нашем движении. Разница настолько велика, что вероятность случайного совпадения ничтожна.
Это несоответствие говорит о том, что наблюдаемая «кривобокость» Вселенной может быть не просто иллюзией, вызванной полетом Солнечной системы. Возможно, сама Вселенная имеет выделенное направление или внутреннюю асимметрию.
Если это подтвердится, последствия для физики будут огромными:
- Пересмотр основ: Нам, возможно, придется отказаться от метрики FLRW, на которой строятся все наши расчеты расширения Вселенной.
- Загадка темной энергии: Многие выводы о существовании темной энергии (которая заставляет Вселенную расширяться с ускорением) зависят от предположения, что Вселенная изотропна. В «кривой» Вселенной интерпретация этих данных может измениться.
Мы стоим на пороге потенциальной революции в космологии. Если Вселенная действительно ассиметрична, нам придется переписать учебники и искать новую теорию, способную объяснить структуру нашего мира.
Читайте также: Бесконечна ли Вселенная? Главная загадка космологии
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.