Земля и вся наша галактика Млечный Путь могут находиться внутри загадочной гигантской пустоты, где космос расширяется быстрее, чем в соседних частях Вселенной. Эта теория предлагает потенциальное решение проблемы напряжения Хаббла и может помочь подтвердить истинный возраст нашей Вселенной, который оценивается примерно в 13,8 миллиардов лет.
Новое исследование, представленное на Национальном астрономическом собрании Королевского астрономического общества в Дареме (NAM 2025), показывает, что акустические волны ранней Вселенной — «по сути, звук Большого взрыва» — подтверждают эту теорию.
Проблема напряжения Хаббла
Постоянная Хаббла была впервые предложена Эдвином Хабблом в 1929 году для описания скорости расширения Вселенной. Ее можно измерить, наблюдая за расстоянием до небесных тел и скоростью их удаления от нас.
Загвоздка, однако, в том, что экстраполяция измерений далекой ранней Вселенной на современность с использованием стандартной космологической модели предсказывает более медленную скорость расширения, чем измерения близких, более современных областей Вселенной. Это и есть напряжение Хаббла.
Гипотеза локальной пустоты
«Возможное решение этого несоответствия заключается в том, что наша Галактика находится близко к центру большой локальной пустоты. Это привело бы к тому, что материя под действием гравитации притягивалась бы к более плотной внешней части пустоты, что со временем делало бы ее все более пустой. По мере ее еще большего опустошения скорость удаления объектов от нас была бы выше, чем если бы пустоты не существовало. Это создает видимость более быстрого локального расширения», — объяснил астрофизик Индранил Баник из Портсмутского университета.«Проблема напряжения Хаббла в основном локальна, и нет свидетельств того, что скорость расширения противоречит ожиданиям стандартной космологии в более ранние периоды. Поэтому локальное решение, такое как пустота, — многообещающий способ решить эту проблему», — добавил он.
Подтверждение теории
Чтобы эта концепция была состоятельной, Земля и наша Солнечная система должны находиться недалеко от центра пустоты радиусом около миллиарда световых лет, плотность которой примерно на 20% ниже средней по Вселенной.
Прямой подсчет галактик говорит в пользу этой теории — плотность их распределения у нас действительно ниже, чем в соседних областях Вселенной.
Однако существование такой большой и глубокой пустоты вызывает споры, поскольку оно плохо согласуется со стандартной моделью космологии, которая предполагает равномерное распределение материи на таких больших масштабах.
Барионные акустические колебания
Новые данные, представленные доктором Баником на NAM 2025, показывают, что барионные акустические колебания (БАК) — «звук Большого взрыва» — поддерживают идею локальной пустоты.
«Эти звуковые волны распространялись лишь короткое время, прежде чем застыть на месте, когда Вселенная достаточно остыла для образования нейтральных атомов. Они действуют как стандартная линейка, угловой размер которой мы можем использовать для изучения истории космического расширения. Локальная пустота слегка искажает связь между угловым масштабом БАК и красным смещением, потому что скорости, вызванные локальной пустотой, и ее гравитационный эффект немного увеличивают красное смещение сверх того, что обусловлено космическим расширением. Проанализировав все доступные измерения БАК за последние 20 лет, мы показали, что модель с пустотой примерно в сто миллионов раз более вероятна, чем модель без пустоты, параметры которой подогнаны под наблюдения реликтового излучения спутником Planck (так называемая однородная космология Planck)», — рассказал ученый.
Следующие шаги
Следующим шагом для исследователей станет сравнение их модели локальной пустоты с другими методами оценки истории расширения Вселенной, такими как космические хронометры.
Это включает изучение галактик, в которых больше не образуются звезды. Анализируя их спектры, можно определить, какие типы звезд в них присутствуют и в каких пропорциях. Поскольку более массивные звезды живут меньше, они отсутствуют в старых галактиках, что позволяет установить их возраст. Сопоставив его с красным смещением галактики (степенью растяжения длины волны ее света), можно определить, насколько расширилась Вселенная, пока этот свет шел к нам.
Вращение Вселенной могло бы разрешить одну из главных загадок физики — гипотеза
Астрофизики пересчитали скорость расширения Вселенной — и снова уперлись в загадку
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram