На недавней встрече Национального астрономического собрания Королевского астрономического общества в Дареме, Англия, были представлены новые революционные данные. Согласно им, Земля вместе с Млечным Путём может находиться в огромной космической пустоте. Если это подтвердится, открытие может кардинально изменить наше понимание структуры Вселенной и её расширения.
Напряжение Хаббла: нарастающий кризис в космологии
Астрономы уже много лет обеспокоены так называемым напряжением Хаббла — расхождением между двумя методами измерения скорости расширения Вселенной. Телескоп Хаббла и, в последнее время, космический телескоп Джеймса Уэбба использовали различные методы для измерения этого космического расширения.
Один из основных методов включает изучение космического микроволнового фона (CMB) — послесвечения Большого взрыва. Изучая эти древние реликвии первого света Вселенной, астрономы определили скорость расширения примерно в 67 километров в секунду на мегапарсек (км/с/Мпк). Это измерение близко соответствует прогнозам стандартной модели космологии.
Однако второй метод, использующий переменные звёзды цефеиды для измерения расстояний до близлежащих галактик, предполагает значительно более высокую скорость расширения — 73,2 км/с/Мпк. Разница хоть и кажется небольшой, но её достаточно, чтобы поставить под сомнение прогнозы стандартной модели и поставить под вопрос наше текущее понимание космоса.
Может ли локальная пустота объяснить расхождение?
Доктор Индранил Баник, ведущий автор исследования, представленного на конференции в Дареме, предлагает новое решение напряжения Хаббла: Земля может находиться в центре огромной космической пустоты.
«Потенциальным решением этого несоответствия может быть то, что наша Галактика находится близко к центру большой локальной пустоты», — говорит Баник. Эта гипотетическая пустота не только влияет на локальную скорость расширения, но и может объяснить расхождение, наблюдаемое в постоянной Хаббла.
Согласно Банику, гравитационное притяжение более плотных областей, окружающих пустоту, могло бы привести к тому, что материя внутри неё выталкивалась бы наружу, делая пустоту со временем всё более пустой. В результате скорость расширения внутри пустоты могла бы быть выше, чем в более плотных областях Вселенной, что искажает наши измерения.
Эта теория не нова. Концепция «локальной пустоты» обсуждается астрономами с 1990-х годов. Исследования показали, что в нашем регионе космоса меньше галактик, чем ожидалось, что привело некоторых к предположению, что мы живём в космической «дыре». Однако эта идея остаётся спорной: некоторые астрономы утверждают, что видимая пустота может быть заполнена невидимыми объектами, такими как тёмная материя, которая не излучает свет, но всё равно оказывает гравитационное влияние.
Акустические колебания барионов: ключевое доказательство
Для дальнейшего изучения этой гипотезы Баник и его коллеги использовали данные об акустических колебаниях барионов (BAO) — волнах давления, возникших во время Большого взрыва. Эти волны «застыли» на месте, когда Вселенная достаточно охладилась для образования нейтральных атомов. Поскольку колебания были отпечатаны в распределении материи по всей Вселенной, они служат «стандартной линейкой» для измерения космического расширения.
Используя измерения BAO за последние 20 лет, команда обнаружила, что вероятность нахождения Земли в космической пустоте в 100 раз выше, чем вероятность её нахождения в области со средней плотностью. Эти данные подкрепляют гипотезу о пустоте, предполагая, что необычная скорость расширения, наблюдаемая в нашей части Вселенной, действительно может быть результатом нашего расположения в области с низкой плотностью материи.