Ми неправильно розуміємо Всесвіт: причина в порожнечі розміром 1 млрд св. років, де ми живемо

Учені вважають, що спостережувана невідповідність у параметрах швидкості розширення Всесвіту (сталої Габбла), відома як проблема Габбла, виникає через те, що Земля перебуває у величезній порожнечі, тобто регіоні космосу з низькою щільністю. Проблема Габбла виникає через те, що є два способи розрахунку постійної Габбла, але ці методи не узгоджуються один з одним. Також астрономи зробили ще одне важливе відкриття, яке свідчить про те, що головну космологічну модель еволюції Всесвіту необхідно переглянути. Дослідження опубліковано в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, пише Space.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Супервойд KBC

Наша галактика Чумацький Шлях і, звісно ж, Сонячна система, і Земля, перебувають у ділянці космосу з нижчою щільністю, відомій як суперпорожнеча, або супервойд KBC.

У космосі існують войди (їхня ширина не перевищує 300 млн світлових років) і супервойди, де густина матерії нижча за середню по Всесвіту. У супервойді KBC матерія приблизно на 20% менш щільна, ніж у середньому по космосу, і ширина цієї порожнечі оцінюється в 1 млрд світлових років. Найбільшою порожнечею у Всесвіті є супервойд Ерідана шириною 1,8 млрд світлових років.

Всесвіт постійно розширюється, але астрономи не можуть точно визначити, з якою саме швидкістю. Тобто яка величина постійної Габбла. Без цього вчені не можуть точно зрозуміти, як розвивається космос. А сама проблема Габбла свідчить про те, що в найкращій моделі еволюції Всесвіту, відомій як модель Лямбда-CDM, чогось не вистачає.

За словами вчених, під час вимірювання сталої Габбла астрономи не заглядають надто далеко у Всесвіт і обмежуються відстанню у 2 млрд світлових років. Це означає, що вимірювання сталої Габбла відображають швидкість розширення Всесвіту в супервойді KBC.

Проблема Габбла — що це?

Є два способи розрахунку швидкості розширення Всесвіту, які можна назвати теоретичним і спостережним. За допомогою першого способу астрономи проводять спостереження за реліктовим випромінюванням, тобто першим світлом, яке перетнуло космос. Це майже рівномірне й однорідне випромінювання, що заповнює весь Всесвіт. Використовуючи як шаблон модель Лямбда-CDM, астрономи "перемотують" час назад і моделюють еволюцію космосу на підставі реліктового випромінювання. Це дає змогу отримати значення постійної Габбла або швидкості розширення космосу.

За допомогою наглядового способу астрономи вимірюють, наскільки швидко віддаляються від нас галактики, вивчаючи зміну їхніх довжин хвиль світла або червоне зміщення. Що довше світло летить у космосі, то воно далі зміщується в червону частину спектра. Тобто, що далі об'єкт, то вищий червоний зсув. Також високий червоний зсув показує, як швидко віддаляється галактика, а отже можна отримати значення сталої Габбла.

Проблема в тому, що спостережливий спосіб дає більше значення постійної Габбла, ніж теоретичний метод, заснований на моделі Лямбда-CDM. Якщо вимірювання реліктового випромінювання показує, що Всесвіт розширюється зі швидкістю 68 км/с на мегапарсек, то другий метод вимірювання показує, що ця швидкість становить від 70 до 76 км/с на мегапарсек.

Один парсек — це 3,26 світлових роки. Відповідно один мегапарсек — це 3,26 млн світлових років. А один світловий рік дорівнює 9,4 трильйонам кілометрів. Автори дослідження кажуть, що, виходячи з невідповідності в отриманих даних, можна говорити про те, що найкраща космологічна модель, тобто модель Лямбда-CDM, невірна.

Як супервойд KBC впливає на появу проблеми Габбла?

Астрономи вважають, що проблема Габбла виникає через те, що Всесвіт розширюється швидше всередині супервойду KBC. Це однорідна ділянка космосу, яка має деяку негативну масу. Це призводить до відштовхувального гравітаційного ефекту, який може збільшити червоні зміщення галактик.

Науковці кажуть, що теоретичний метод усереднює сталу Хаббла по всьому Всесвіту, тоді як спостережливий метод вимірює її тільки всередині супервойду KBC. Таким чином зсередини цієї порожнечі спотворюється розуміння всього Всесвіту.

Тобто, автори дослідження вважають, що Всесвіт виглядає так, ніби він розширюється швидше, ніж насправді. І це може бути вирішенням проблеми Габбла.

Відкриття, яке суперечить стандартній космологічній моделі Всесвіту

Насправді автори дослідження хотіли з'ясувати, наскільки узгоджуються наявні супервойди зі стандартною космологічною моделлю, тобто моделлю Лямбда-CDM. Вони зовсім не думали про проблему Габбла, але все ж побачили її потенційне рішення.

Астрономи з'ясували, що такі величезні порожнечі в космосі, як супервойд KBC, не можуть існувати в моделі Лямбда-CDM, принаймні в її нинішньому вигляді. Це означає, що цю модель еволюції Всесвіту необхідно переглянути, вважають учені.

Як уже писав Фокус, фізики виявили нові частинки і це відкриття змінює розуміння магнетизму і може змінити електроніку. Як показало дослідження, новий тип квазічастинок існує у всіх магнітних матеріалах.

Також Фокус писав про те, що незвичайний склад атмосфери далекої планети змусив учених засумніватися в тому, що існуючі теорії правильно описують створення планет.