З космосом щось не так: нове моделювання Всесвіту підкинуло проблем

Міжнародна група вчених створила найбільше в історії космологічне комп'ютерне моделювання Всесвіту. У ньому вчені відстежували розподіл не тільки темної, а й звичайної матерії, що дає уявлення про те, як міг розвиватися космос. Моделювання, що отримало назву FLAMINGO, включало еволюцію темної, звичайної матері і темної енергії відповідно до законів фізики. Але скільки матерії взагалі існує у Всесвіті? На це питання складно відповісти, адже поточні космологічні спостереження просто розходяться в думках щодо того, як матерія розподілена в сучасному Всесвіті. І через це виникає кілька проблем, які вказують на те, що ми, можливо, не зовсім правильно розуміємо природу нашого Всесвіту. Результати нового моделювання були описані у виданні 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!

Що стосується того, скільки матерії насправді містить Всесвіт, астрономи кажуть, що нове комп'ютерне моделювання є важливим дослідженням, яке допоможе визначити причину серйозної невідповідності в космології, що називається проблемою S8. Ця проблема пов'язана з тим, як розподілена матерія в космосі.

Властивості нашого Всесвіту задаються кількома числами, які називаються космологічними параметрами. Значення цих параметрів можна виміряти різними способами. Один із цих методів ґрунтується на властивостях реліктового випромінювання, тобто фонового світла, що залишилося від раннього Всесвіту. Але ці значення не відповідають значенням, які виміряні іншими методами, заснованими на тому, як гравітація галактик викривляє світло, тобто на гравітаційному лінзуванні. Такі невідповідності можуть означати, що стандартна модель космології не може правильно описати природу Всесвіту.

Наприклад, є космологічний параметр S8, який характеризує, наскільки сильно згрупованою є вся матерія. Вимірювання цього параметра за допомогою реліктового випромінювання показують більш високе значення, ніж вимірювання за допомогою гравітаційного лінзування. Відповідно виникає так звана проблема S8.

Нова комп'ютерна модель не розв'язує цю проблему і це пов'язано з тим, що модель враховує не тільки вплив темної матерії, а й звичайної матерії, чого не враховували в минулих моделях.

Комп'ютерне моделювання може виявити причину наявних невідповідностей у вимірах, але якщо виявиться, що вони недостатні для пояснення наявних космологічних проблем, то стандартна модель космології може опинитися під загрозою існування. За словами вчених, вона має свої недоліки, які вже проявляються.

Всесвіт значно менш неоднорідний, ніж передбачає стандартна модель космології. Але виміри, які досліджують структури Всесвіту між вимірами реліктового випромінювання та вимірами гравітаційного лінзування, повністю узгоджуються з передбаченнями стандартної моделі. Вчені вважають, що протягом значної частини своєї історії Всесвіт поводився так, як і очікувалося, але пізніше в ньому щось змінилося. Можливо, ключ до розв'язання наявної проблеми S8 міститься у відповіді на запитання, що саме послужило причиною цих змін.

Фокус уже писав про те, що згідно з новою теорією, чорні діри існують в ідеальних парах і не з'єднуються одна з одною під дією найсильнішої гравітації. Але ці пари чорних дір виглядають як одна чорна діра і тому можуть виникнути труднощі в їх ідентифікації.