Вчені Трентського університету та Трентського інституту фундаментальної фізики виявили серйозну проблему для сучасних уявлень про розширення Всесвіту. Виявилося, що з урахуванням впливу надскоплення Ланіакея, до якої входить Чумацький Шлях, значення постійної Хаббла, отриманої різними методами, ще більше розходяться. Згідно з висновками фізиків, опублікованих у вигляді препринта в репозиторії arXiv, це може натякати на існування нової фізики.
Приблизно 20 років тому астрономи з’ясували, що Всесвіт розширюється із прискоренням. У рамках загальної теорії відносності і задовольняє її рівнянням космологічної моделі, званої Всесвіту Фрідмана, для такого прискорення потрібне екзотичне джерело, яке зараз називається темною енергією. В даний час загальноприйнята космологічна модель ΛCDM, яка описує плоский Всесвіт з темною енергією, в якій більша частина речовини представлена холодною темною матерією. Ця модель успішна тим, що пояснює багато космологічних спостережень.
Проте ΛCDM має ряд недоліків. Спостереження, що підтверджують її, спираються на так звані стандартні свічки — об’єкти з однаковою світністю, завдяки чому можна виміряти відстань до них (наприклад, наднові типу Ia в далеких галактиках). Однак обчислення цієї відстані не завжди можливе без застосування самої космологічної моделі. Потенційним джерелом спотворень може бути ключовий для ΛCDM космологічний принцип — припущення про однорідність та ізотропність (відсутність виділеного напрямку у просторі).
Хоча космологічний принцип в основному підтверджується незалежними спостереженнями, існування великомасштабних структур у Всесвіті, що притягають до себе своє оточення, обмежує його застосування. Однією з подібних структур є надхмара Ланіакея діаметром понад 520 мільйонів світлових років, що містить понад 100 тисяч галактик. Місцева група, включаючи Чумацький Шлях, прагне центру Ланіакеї, що неминуче спотворює космологічні спостереження.
Щоб оцінити внесок Ланіакеї у можливе спотворення ΛCDM, дослідники виміряли гравітаційний вплив надскоплення, враховуючи його неоднорідність та форму, далеку від сферичної. Вони з’ясували, що без урахування розширення Всесвіту його структура добре описується еліпсоїдом, що стискається по двох осях і розширюється вздовж третьої, найдовшої осі. Це дозволило внести поправки до світності відомих стандартних свічок залежно від кута зору.
Виявилося, що це призводить до переоцінки відстаней на 2-3 відсотки, але в найгірший для космологів бік. Вчені очікували, що облік впливу Ланіакеї наблизить обчислене стандартним свічкам значення постійної Хаббла до значення, обчисленого на основі спостереження за реліктовим випромінюванням. Ця розбіжність вважається однією з основних проблем космології та відома під назвою напруга Хаббла. Однак новий результат лише посилює цю напругу, що вказує на потенційне існування нової космологічної фізики.
Проте вчені попереджають, що негативний вплив Ланіакеї на напругу Хаббла може мати менш екзотичне пояснення. Великі порожнечі зовні надхмари, якщо вони існують, здатні вплинути на висновки вчених, і облік їхнього внеску може звести напругу Хаббла до нуля. Це має мотивувати астрономів на краще картування локального Всесвіту.
Спасибо!
Теперь редакторы в курсе.