14,6 тыс подписчиков
Новая гипотеза может перевернуть наше представление о Вселенной и нашем месте в ней!
Группа астрономов во главе с Сергеем Мазуренко из Боннского университета предложила объяснение напряжению Хаббла — космологическому парадоксу, связанному со слишком большим расхождением значений скоростей расширения Вселенной, измеренных разными методами. Так измерения космического микроволнового фона показывают, что постоянная Хаббла равна 67,31 км в секунду на мегапарсек. В то же время другие методы, в том числе те, что основаны на измерении расстояний до сверхновых типа Ia (являющихся т. н. стандартными свечами) в галактиках, указывают на иное значение постоянной Хаббла — от 73,3 до 76,5 км в секунду на мегапарсек. Непосредственно у этого есть объяснение: источник микроволнового фона располагается гораздо дальше, чем галактики со сверхновыми типа Ia, поэтому ряд учёных предполагает, что в радиусе 3 миллиардов световых лет от нас Вселенная, по-видимому, расширяется быстрее. А вот это уже загадка. Недавние измерения скорости большого количества галактик, находящихся на расстоянии 600 миллионов световых лет, показали, что они удаляются в 4 раза быстрее, чем позволяет стандартная космологическая модель.
Новая гипотеза связывает это явление с войдами и одной альтернативной гипотезой гравитации.
Войды (от англ. void — «пустота») — гигантские пустоты в космосе, где почему-то почти отсутствует материя. Они располагаются между галактическими нитями, состоящими из миллионов галактик. Всё это напоминает со стороны огромную паутину. И подобно прорехам в паутине, пустоты составляют подавляющую часть объёма Вселенной, несмотря на то, что в них почти нет материи. Кроме самой космической паутины, которая простирается от одного конца наблюдаемой Вселенной до другого, космические пустоты — это самые большие объекты в космосе. Предполагается, что наша галактика Млечный Путь находится рядом с границей одного войда, который называется Локальной пустотой. Её размер составляет примерно 200 миллионов световых лет. Но это лишь часть общей карты. Локальная пустота может оказаться частью огромного войда Кинана-Баргера-Коуи, чей размер составляет до 2 миллиардов световых лет в поперечнике. Сами по себе нити и пустоты могут изменять силу притяжения между галактиками, но это в отдельности не может объяснить напряжённость Хаббла. Мало того, такая неоднородность Вселенной сама по себе является трудной проблемой для многих современных моделей. Однако именно в этой неоднородности, как считают авторы новой гипотезы, скрыта разгадка.
Они решили посмотреть, можно ли объяснить явление с помощью гипотезы модифицированной ньютоновской динамики (MOND) — альтернативной теории гравитации, которая может пролить тайну на природу эффектов, обычно приписываемых тёмной материи. MOND, как и скаляр-тензор-векторная теория гравитации — её более современная версия, объясняет то, что не может объяснить гипотеза существования тёмной материи, однако также имеет множество расхождений с наблюдаемыми явлениями во Вселенной, поэтому многие астрономы её обычно не рассматривают. Если по-простому, то MOND предполагает, что эффекты гравитации при малых ускорениях проявляются сильнее, чем предполагает классическая теория Исаака Ньютона. Также MOND предсказывает существование пузырей с низкой плотностью материи. Действительно, в расчётах напряжение Хаббла исчезает, тогда существует только одно значение константы расширения Вселенной, отклонения в которой вызваны лишь неравномерностями в распределении материи.
Но не всё так просто. Периодически действительно находятся явления, которые хорошо описываются MOND. Но ещё больше явлений, в которых она не работает. Возможно, и MOND, и тёмная материя существуют бок о бок. Если это так, то это перевернёт наши представления о Вселенной.
На изображении: иллюстрация строения местной Вселенной. Синим цветом показано распределение материи во Вселенной, жёлтые точки — отдельные галактики, зелёная точка — Млечный Путь, красные стрелки — направление движения материи из войдов.
Credit: Sergij Mazurenko et al.
3 минуты
6 декабря 2023