Стандартная космологическая модель, описывающая динамику и структуру Вселенной, опирается на фундаментальное допущение: космос изотропен — то есть, одинаковый во всех направлениях — и однороден в больших масштабах. Это так называемое FLRW-описание, основанное на общей теории относительности Эйнштейна, значительно упрощает решение его уравнений и лежит в основе модели ΛCDM (лямбда‑CDM), которую космологи используют уже десятилетия.
Главным аргументом в пользу симметричной Вселенной служит реликтовое излучение — космический микроволновый фон, оставшийся от Большого взрыва. Оно равномерно распределено по небу, однако в этом излучении существует так называемая дипольная анизотропия: одна сторона неба чуть теплее, противоположная — холоднее. Сама по себе эта вариация не противоречит стандартной модели, но она должна соответствовать аналогичным вариациям в распределении далеких астрономических объектов — радиогалактик и квазаров.
Еще в 1984 году астрономы Джордж Эллис и Джон Болдуин предложили тест для проверки этого соответствия. Если Вселенная действительно симметрична, вариации в распределении далекой материи должны напрямую определяться вариациями в реликтовом излучении. Долгое время для того, чтобы провести этот тест, ученым не хватало данных, но теперь они появились.
Результат оказался неожиданным: Вселенная не проходит тест Эллиса-Болдуина. Вариации в распределении материи не совпадают с вариациями в реликтовом излучении. Направления диполей согласуются, но их амплитуды — нет.
И такое несоответствие не объяснить простой ошибкой наблюдений. Данные подтверждаются и радиотелескопами на Земле, и спутниками, работающими в инфракрасном диапазоне, что снижает вероятность систематической погрешности. Если выводы верны, значит, симметричность Вселенной в крупных масштабах — не более чем удобное допущение, которое не отражает реальной картины.
Ученые признают, что пока космологическое сообщество избегает этой темы, иначе космологам придется пересматривать саму основу описания пространства‑времени. Однако все может измениться с запуском новых наблюдательных программ — спутников Euclid и SPHEREx, а также обсерваторий имени Веры Рубин и Square Kilometer Array. Поток данных, который они принесут уже совсем скоро, в сочетании с методами машинного обучения может помочь построить совершенно новое представление о Вселенной. И если гипотеза об асимметричной Вселенной подтвердится, это станет одним из самых революционных открытий в физике со времен Эйнштейна.
Ранее ослепительная космическая струя раскрыла историю рождения звезд с указанием времени.