На пороге новой физики: данные о Вселенной выходят за рамки теории относительности Эйнштейна

Новый анализ данных, полученных космическим телескопом eROSITA, помог решить давнюю проблему комковатости или неоднородности материи во Вселенной. Также новые данные указывают на то, что ученые находятся на пороге нового открытия, которое может проложить путь для создания теорий, выходящих за рамки теории относительности Эйнштейна, пишет Space.

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

Немецкие ученые провели анализ данных, полученных космическим телескопом eROSITA. В результате они получили более точные измерения как общего количества материи во Вселенной, так и уровня гладкости или однородности материи.

Новые данные могут помочь устранить несоответствие между предсказаниями стандартной космологической модели и измерениями, проведенными с помощью реликтового излучения. Они показывают разные значения комковатости материи во Вселенной.

Проблема S8 и новая физика

Это несоответствие известно, как проблема S8, число S8 представляет собой параметр показывающий уровень того, насколько сильно материя скапливается или слипается в огромных масштабах космоса. Фокус уже писал о параметре S8 и об исследовании, которое касается проблемы S8. Авторы исследования считают, что стандартная космологическая модель имеет недостатки и может быть не совсем верной.

Некоторые ученые считали, что для решения проблемы S8, возможно, нужно придумать новую физику. Но новые данные показывают, что таких радикальных мер принимать не стоит. По словам исследователей миссии eROSITA, параметры, полученные при наблюдении за скоплениями галактик, соответствуют данным, полученным при наблюдении за реликтовым излучением. То есть одна и так же космологическая модель сохраняется все время от Большого взрыва и по сегодняшний день.

Стандартная космологическая модель

Согласно стандартной космологической модели под названием Лямбда-CDM, сразу после появления Вселенная была горячей смесью, состоящей из частиц света, а также свободных электронов и протонов. Последние рассеивали частицы света или фотоны и таким образом на начальном этапе своего существования Вселенная была непрозрачной, то есть в ней не мог распространятся свет.

Но примерно через 400 тысяч после Большого взрыва Вселенная расширилась и остыла, что позволило электронам и протонам создать первые атомы водорода. После этого Вселенная стала прозрачной и свет смог свободно путешествовать по космосу. Этот первый свет и называется реликтовое излучение, которое существует до сих пор и с его помощью ученые исследуют эволюцию Вселенной.

Когда атомы водорода сгруппировались в газовые облака появились первые звезды, затем появились первые галактики, а затем скопления галактик. Это привело к образованию самых крупных структур во Вселенной.

Что обнаружил телескоп eROSITA?

Как раз наблюдения за этими структурами с помощью телескопа eROSITA позволило ученым определить, что обычная материя и темная материя составляют 29% общей плотности энергии Вселенной. И это параметр согласуется с измерениями на основе наблюдений за реликтовым излучением.

Также телескоп eROSITA смог измерить уровень комковатости материи с помощью параметра S8. Хотя прошлые наблюдения за реликтовым излучением показали более высокое значение числа S8, чем предсказывает стандартная космологическая модель, новые наблюдения больше соответствуют предсказаниям. То есть, как считают ученые, никакой проблемы S8 нет, и ничто не выходит за рамки существующей главной модели эволюции Вселенной.

Также данные eROSITA помогли ученым узнать больше о таких неуловимых частицах, как нейтрино, которые имеют очень маленькую массу и заряд. Астрономы пришли к выводу, что нейтрино могут сглаживать распределение материи во Вселенной, то есть делать ее менее комковатой. При этом ученые получили наиболее точные ограничения касательно массы нейтрино.

На пороге нового открытия

Но это еще не все достижения eROSITA. Ученые считают, что новые данные помогут выявить скорость роста крупнейших структур во Вселенной, которую предсказывал Эйнштейн в своей теории относительности.

Предварительный анализ показывает, в более поздней истории Вселенной скорость роста этих структур была немного медленнее, чем предсказывал Эйнштейн. Ученые считают, что они, возможно, находятся на пороге нового открытия и если полученные данные будут подтверждены, то это проложит путь для новых теорий, которые выходят за рамки теории относительности Эйнштейна.

Фокус также писал о том, что ученые обнаружили новое несоответствие, которое касается комковатости Вселенной.