Несподіване відкриття спростовує наше розуміння Всесвіту: можливо, існує нова фізика

Вивчення мільйонів галактик дало змогу астрономам виявити дивне протиріччя в тому, як вчені вимірюють грудкуватість Всесвіту, і це може поставити під загрозу стандартну модель космології, яка описує, як формувався та розвивався Всесвіт. Невідповідність, яку було виявлено за допомогою вимірювання викривлення світла гравітацією далеких галактик, говорить про те, що Всесвіт — це менш згуртоване місцем, ніж припускали вчені. Якщо ці вимірювання правильні, то разом із відомою проблемою Габбла вони кидають виклик сучасним уявленням про розвиток космосу. Можливо, існує абсолютно нова фізика, або навіть потрібно створити нову модель Всесвіту. Результати нового дослідження були опубліковані в журналі Physical Review D, пише Space.

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

За словами вчених, вони все ще обережно ставляться до нового відкриття й поки не можуть стверджувати, що сучасна космологія помилкова. Проте є шанс, що це так.

Згідно зі стандартною моделлю космології, після Великого вибуху 13,8 млрд років тому космос почав швидко розширюватися завдяки такій загадковій силі як темна енергія. Коли Всесвіт почав збільшуватися в розмірах, то звичайна матерія почала накопичуватися навколо згустків невидимої темної матерії. У результаті утворилися перші галактики, які були пов'язані між собою космічною павутиною. Наразі вважається, що 5%, 25% і 70% Всесвіту складають звичайна матерія, темна матерія й темна енергія відповідно.

Але з цією картиною світу виникають серйозні проблеми. Щоб перевірити свої моделі, учені порівнюють ранній Всесвіт із його нинішнім станом. Зокрема, за допомогою вимірювань реліктового випромінювання, яке виникло через 380 тисяч років після Великого вибуху.

Існує величина, яка показує швидкість розширення Всесвіту, що називається постійна Габбла. Але вимірювання цієї величини на основі реліктового випромінювання не узгоджується з розрахунками, які були отримані на основі вимірювань за допомогою різних астрономічних об'єктів. Через цю невідповідність виникла космологічна криза, що отримала назву проблема Габбла.

Нова невідповідність, яка стосується грудкуватості Всесвіту, стосується числа під назвою S8. Воно вимірює, скільки матерії накопичується або злипається у Всесвіті. Раніше за допомогою вивчення реліктового випромінювання астрономи отримали значення числа S8, що дорівнює 0,83, і це значення було включено в стандартну модель космології.

Але за допомогою наземного телескопа Subaru, який вивчав, наскільки сильно світло викривляється через присутність матерії в галактиках, учені отримали значення числа S8, що дорівнює 0,77. Тобто з'явилося протиріччя у вимірах.

За словами вчених, існує реальна невідповідність між вимірами грудкуватості в ранньому Всесвіті й даними, отриманими в епоху, яка відповідає 9 млрд років тому. Нова невідповідність вказує на те, що ми ще дуже багато не знаємо про наш Всесвіт, але вчені поки що не розуміють, що саме відбувається в космосі.

Цілком можливо, що вчені помиляються щодо кількості темної матерії у Всесвіті або про те, як вона злипається. Можливо, темна енергія змінювалася за весь час існування Всесвіту. Це могло б пояснити наявні протиріччя, і необхідно просто внести невеликі зміни в стандартну модель космології.

Але це також може означати, що стандартна модель космології хибна і її потрібно повністю змінювати. До того ж у Всесвіті може існувати зовсім інша фізика, про яку нам нічого невідомо.

Учені сподіваються перевірити знову свої дані та провести нові вимірювання за допомогою новий потужний телескопів. Наприклад, за допомогою Обсерваторії імені Віри Рубін, розташованої в Чилі, яка почне роботу в 2025 році, та за допомогою космічного телескопа Roman Space Telescope або RST, який почне роботу в 2027 році.

Як уже писав Фокус, учені знайшли спосіб відшукати "дзеркальний" Всесвіт, який повністю складається з темної матерії.