Мы живем в гигантской пустоте: ученые решили главную загадку расширения Вселенной

Одной из главных космологических загадок остается значение скорости расширения Вселенной. Насколько быстро она расширяется описывает постоянная Хаббла. Но разные методы измерения ее значения дают разные результаты. Эта ситуация получила название проблема Хаббла и она является большой загадкой для космологов. Авторы исследования, опубликованного в издании Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, предлагают новое решение этой проблемы. С помощью альтернативной теории гравитации расхождение в измеренных значениях скорости расширения Вселенной можно легко объяснить, и проблема Хаббла исчезает, пишет Phys.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Проблема Хаббла

Из-за расширения Вселенной галактики удаляются друг от друга. Скорость, с которой они это делают, пропорциональна расстоянию между ними. Например, если галактика А находится в два раза дальше от Земли, чем галактика Б, то ее расстояние от нас также увеличивается в два раза быстрее. Соотношение между скоростью галактики и расстоянием до нее определяется постоянной Хаббла. То есть она показывает насколько быстро удаляются от нас галактики и таким образом это показывает скорость расширения Вселенной.

Если определять значение постоянной Хаббла с помощью сверхновых типа la, которые представляют собой определенный тип взрывающейся звезды, то получается, что скорость расширения Вселенной составляет 264 тысячи км на мегапрсек (1 мегапарсек составляет чуть более 3 млн световых лет). Но если наблюдать за очень далекими регионами Вселенной с помощью анализа реликтового излучения (оно осталось после Большого взрыва), то получается значение 244 тысячи км на мегапарсек. То есть постоянная Хаббла имеет разные значения и это называется проблемой Хаббла.

Авторы исследования считают, что Вселенная, похоже, расширяется быстрее в наших окрестностях, то есть на расстоянии примерно 3 млрд световых лет, хотя этого не должно быть, согласно стандартной модели космологии.

Мы живем в огромной пустоте

Ученые считают, что на самом деле Земля находится в той области космоса, которую можно считать относительной пустотой. То есть внутри этой пустоты материи меньше, чем снаружи. По сути плотность материи ниже внутри этого "пузыря". Гравитационные силы исходят из окружающей материи, которая притягивает галактики в пустоте к ее краям. Поэтому они удаляются быстрее, чем можно было бы ожидать. Таким образом, отклонения в значении постоянной Хаббла можно объяснить недостаточной плотностью материи внутри огромной пустоты, где мы находимся. Такая большая и глубокая пустота является неожиданной для стандартной модели космологии и, следовательно, противоречивой.

Ученые измерили среднюю скорость большого количества галактик, расположенных на расстоянии 600 млн световых лет от Земли. Астрономы обнаружили, что эти галактики удаляются от нас в 4 раза быстрее, чем позволяет стандартная модель космологии. Причина в том, что стандартная модель не предусматривает наличие пустот с низкой плотностью материи. Их на самом деле не должно существовать. Согласно стандартной модели вся материя распределена во Вселенной равномерно. Но, если бы это было так, то сложно объяснить, что заставляет так быстро перемещаться галактики.

По словам ученых, стандартная модель космологии известная как Лямбда-СDM, основана на теории гравитации, которую предложил в своей теории относительности Альберт Эйнштейн. Авторы исследования считают, что у гравитации может быть иное поведение, чем считал знаменитый физик.

Поэтому для того, чтобы прийти к полученным выводам, ученые в своем моделировании использовали альтернативную теорию гравитации известную как Модифицированная ньютоновская динамика (MOND). Эта теория не пользуется большой популярностью среди ученых.

Ученые говорят, что использование MOND при изучении расширения Вселенной, показывает, что локальные пустоты с меньшим количеством материи и необычным поведением гравитации могут существовать. Исходя из этого проблема Хаббла исчезает, а наблюдаемые отклонения в измерениях скорости расширения Вселенной можно объяснить неравномерным распределением материи.

Как уже писал Фокус, обнаруженная учеными древняя черная дыра бросает вызов нашему пониманию ранней Вселенной.