В дальних далях космоса обнаружена массивная структура, которая противоречит нашим представлениям об эволюции Вселенной.
В 2024 году астрономы обнаружили гигантское, почти идеальное кольцо галактик диаметром около 1,3 миллиарда световых лет.
Да, вы всё правильно прочитали. МИЛЛИАРД световых лет.
Оно не соответствует ни одной известной структуре или механизму образования.
Открытие, сделанное под руководством астронома Алексии Лопес из университета Центрального Ланкашира, было представлено на 243-й конференции Американского астрономического общества в 2024 году и опубликовано в журнале Journal of Cosmology and Astroparticle Physics.
Сигнал был уловлен светом, который преодолел путь в 6,9 миллиарда лет, чтобы достичь нас.
Существование «Большого кольца», как назвали эту структуру, может означать, что нам необходимо внести поправки в стандартную космологическую модель.
Это вторая гигантская структура, обнаруженная Лопес и ее коллегами. Первая, названная Гигантской Дугой , находится в той же части неба, на том же расстоянии . Когда об открытии дуги было объявлено в 2021 году, это озадачило астрономов. Большое Кольцо только углубляет эту загадку.
«Ни одну из этих двух сверхкрупных структур нелегко объяснить в рамках нашего нынешнего понимания Вселенной, — сказала Лопес в январе 2024 года. — И их сверхбольшие размеры, характерные формы и космологическая близость, несомненно, говорят нам о чем-то важном – но о чем именно?»
Наиболее очевидная связь, по-видимому, связана с явлением, называемым барионными акустическими колебаниями (БАО). Это гигантские круговые скопления галактик, обнаруженные по всему космосу. На самом деле это сферы, окаменелости акустических волн, которые распространялись в ранней Вселенной, а затем застыли, когда пространство стало настолько разреженным, что акустические волны больше не могли распространяться.
Большое Кольцо не является БАО. Все БАО имеют фиксированный размер, около 1 миллиарда световых лет в диаметре. А тщательное исследование Большого Кольца показывает, что оно больше похоже на штопор, выровненный таким образом, что выглядит как кольцо.
Таким образом, остается совершенно без ответа вопрос: что же это такое? И что это значит для космологического принципа, который гласит, что во всех направлениях любой данный участок пространства должен выглядеть примерно так же, как и все остальные участки пространства?
«Мы ожидаем, что материя будет равномерно распределена по всему пространству, если рассматривать Вселенную в больших масштабах, поэтому не должно быть заметных неровностей при размерах больше определенного уровня, — пояснила Лопес. — Космологи подсчитали, что текущий теоретический предел размера структур составляет 1,2 миллиарда световых лет, однако обе эти структуры намного больше — Гигантская дуга почти в три раза больше, а окружность Большого кольца сопоставима с длиной Гигантской дуги».
Но размер — это лишь одна из проблем. Другая проблема заключается в том, что это означает для космологии, науки об эволюции Вселенной. Нынешняя модель лучше всего соответствует наблюдаемым данным, но некоторые особенности сложно объяснить в рамках этой модели.
Для объяснения этих особенностей были предложены и другие модели. В рамках одной из таких моделей, конформной циклической космологии Роджера Пенроуза , в которой Вселенная проходит бесконечные циклы расширения Большого взрыва , ожидаются кольцевые структуры – хотя стоит отметить, что конформная циклическая космология имеет свои собственные существенные проблемы.
Другая возможность заключается в том, что эти структуры представляют собой тип топологического дефекта в ткани пространства-времени, известного как космические струны. Считается, что они похожи на складки шириной в протон, которые возникли в ранней Вселенной, когда пространство-время растянулось, а затем застыло на месте.
Мы не обнаружили много физических доказательств существования космических струн, но теоретические данные довольно многообещающие.
На данный момент никто точно не знает, что означают Большое Кольцо и Гигантская Дуга. Возможно, это просто случайное скопление галактик, вращающихся по небу, хотя вероятность этого кажется довольно малой.
Наибольшая надежда заключалась бы в обнаружении большего количества подобных скоплений галактик, разбросанных по всей Вселенной и скрытых на виду.
«Согласно современным космологическим теориям, мы не считали возможным существование структур такого масштаба, — сказала Лопес. — Вполне возможно, что во всей наблюдаемой Вселенной существует лишь одна чрезвычайно крупная структура. Однако Большое Кольцо и Гигантская Дуга — это две огромные структуры, и к тому же они являются космологическими соседями, что невероятно интересно».
Результаты исследования опубликованы в журнале «Journal of Cosmology and Astroparticle Physics».