Когда мы смотрим на окружающий нас мир, мы видим закономерности. Солнце встает и садится. Времена года сменяют друг друга в течение всего года. Созвездия плывут по ночному небу. Изучая эти закономерности, мы разработали научные законы и теории, которые помогают нам понять космос. Хотя наши теории и сильны, они все еще основаны на некоторых фундаментальных предположениях. Одна из них заключается в том, что законы физики везде одинаковы. Это называется космической изотропией, и она позволяет нам сравнить то, что мы видим в лаборатории, с тем, что мы видим на расстоянии световых лет.
Хотя изотропия является общим предположением, это не означает, что мы не можем проверить это предположение. Когда мы послали космические зонды по всей нашей Солнечной системе, мы обнаружили, что законы гравитации и электромагнетизма работают на далеких планетах точно так же, как они работают на Земле. Когда мы наблюдаем далекие галактики, мы видим тот же самый тип поведения. Мы даже показали, что физические константы, такие как скорость света, одинаковы. Изотропия - это хорошее рабочее предположение.
Но мы все еще можем ошибаться, как показывает недавнее исследование далеких скоплений галактик.
В исследовании рассматриваются отдаленные скопления галактик. Когда мы смотрим на эти скопления, мы обнаруживаем, что они быстро удаляются от нас. Чем дальше галактика, тем быстрее она движется. Это верно для скоплений галактик во всех направлениях, в которых мы смотрим. Это согласуется с космическим расширением, вызванным темной энергией.
Темная энергия еще более таинственна, чем темная материя, поэтому мы не уверены, что это такое. Наиболее популярная идея заключается в том, что темная энергия является неотъемлемым свойством пространства-времени. В рамках Общей теории относительности пространству-времени может быть дана космологическая постоянная, которая заставляет пространство расширяться со временем. Эта идея была впервые предложена Эйнштейном, чтобы предотвратить коллапс Вселенной под действием собственной гравитации.
Космологическая постоянная популярна и также поддерживает космическую изотропию. Если темная энергия вызвана космологической постоянной, и если материя во Вселенной распределена довольно равномерно (что кажется таковым), то мы должны видеть, что Вселенная расширяется одинаково во всех направлениях. Другими словами, параметр Хаббла (скорость расширения, которую мы измеряем) должен быть изотропным. Предыдущие исследования космического расширения подтвердили это, и именно поэтому его часто называют постоянной Хаббла.
Это новое исследование рассматривало космическое расширение путем наблюдения горячего газа внутри скоплений галактик. Этот газ испускает мощные рентгеновские лучи, и, наблюдая спектр этих рентгеновских лучей, команда могла рассчитать температуру газа. Чем выше температура, тем ярче газ. Измеряя температуру газа, команда может определить, сколько рентгеновского света он излучает. Это верно независимо от того, как расширяется Вселенная.
Но затем команда сравнила фактическую яркость газа в этих скоплениях галактик с их кажущейся яркостью. Исходя из этого, они могли бы измерить постоянную Хаббла в направлении скопления галактик. Они сделали это с сотнями скоплений по всему небу, и результат, который они получали, зависел от направления, в котором они смотрели. Исходя из этого исследования, Вселенная не является изотропной. Если это так, то нам нужно серьезно взглянуть на основные положения космологии.
Есть несколько причин быть осторожными в отношении этого результата. Для начала, если это неизотропное поведение сохраняется во всей вселенной, его эффект должен быть виден в космическом микроволновом фоне (CMB). Поскольку CMB не показывает этот эффект, это может быть локальное свойство. Локальное в этом случае составляет около 5 миллиардов световых лет. Кроме того, это могут быть проблемы с калибровкой данных, которые необходимо решить.
Это предварительный результат, но другие исследования "намекали" на аналогичную неизотропию по всему космосу. Это определенно то, что нужно исследовать дальше.
Читайте также: ESA и NASA будут работать вместе, чтобы вернуть камни с Марса
Ставь лайк! Подписывайся! Делись статьей с друзьями!
