Астрономы выявили признаки неоднородности Вселенной: базовый принцип космологии поставлен под сомнение
Международная команда астрономов и физиков-теоретиков разработала новый класс диагностических тестов для проверки одного из фундаментальных допущений современной космологии — о том, что Вселенная в самых больших масштабах является однородной и изотропной, то есть выглядит одинаково для любого наблюдателя, независимо от его местоположения и направления обзора. Применив эти тесты к реальным наблюдательным данным, исследователи зафиксировали предварительные признаки нарушения этого допущения. Результаты опубликованы в виде серии из трёх препринтов на сервере arXiv и пока не прошли рецензирование.
Стандартная космологическая модель — ΛCDM («лямбда-холодная тёмная материя») — опирается на метрику Фридмана-Лемэтра-Робертсона-Уокера (ФЛРВ), которая описывает пространство-время как идеально однородное и изотропное на крупнейших масштабах. Данная гипотеза, известная как космологический принцип, была сформулирована ещё в начале XX века и с тех пор служит геометрической основой для интерпретации практически всех космологических наблюдений — от расстояний до галактик до темпа расширения Вселенной.
При этом, несмотря на то что общая теория относительности и природа тёмной энергии систематически проверяются в рамках современных обзоров неба, прогресс в тестировании геометрии пространства-времени на самых крупных масштабах оставался незначительным. Именно этот пробел и восполняют новые научные работы: исследователи Сиссель Коксбанг из Университета Южной Дании и Аста Хайнесен из Университета королевы Марии в Лондоне разработали тесты на внутреннюю согласованность модели ФЛРВ, которые позволяют независимо от конкретных космологических параметров проверить саму геометрическую структуру модели.
Официально доказано, что Вселенная на малых масштабах неоднородна: она пронизана нитями галактик, скоплениями и гигантскими войдами — пустыми областями. По словам Хайнесен, эта сложная структура означает, что описание ФЛРВ не всегда может применяться в полной мере. Космологический принцип предполагает, что выше порогового масштаба — около 100 мегапарсек — эта пёстрая картина сглаживается и Вселенная становится статистически однородной.
Когда новые тесты были применены к существующим наблюдательным наборам данных, результаты оказались неожиданными: исследователи обнаружили предварительные признаки того, что допущение об однородности не выполняется в полной мере, что потенциально указывает на существование новой физики за рамками стандартной модели.
Ситуацию дополнительно осложняет так называемая дипольная аномалия: вариации в распределении вещества не совпадают с вариациями в реликтовом излучении. Поскольку источники ошибок у наземных радиотелескопов и космических аппаратов, работающих в разных диапазонах спектра, принципиально различны, совпадение результатов придаёт аномалии дополнительный вес.
Авторы подчёркивают, что речь идёт о предварительных результатах, требующих проверки. Тем не менее, если отклонения от ФЛРВ-геометрии подтвердятся в ходе рецензирования и независимых тестов на данных будущих обзоров, это потребует пересмотра самой геометрической основы стандартной космологии.
Источник:Livescience
