Астрофизики нашли еще одно подтверждение ошибочности стандартной модели космологии

Несоответствие, обнаруженное путем измерения искажения света мощными гравитационными полями далеких галактик, предполагает, что космос менее сплочен, чем предполагалось ранее.

Если измерения точны, они присоединятся к напряжению Хаббла и станут еще одним серьезным вызовом нашим представлениям о том, как развивался космос. Исследователи опубликовали свои выводы в журнале Physical Review D.

«Мы по-прежнему проявляем достаточную осторожность, — заявил Майкл Штраус, заведующий кафедрой астрофизических наук Принстонского университета и один из руководителей группы, сделавшей открытие. - Мы не говорим, что только что обнаружили, что современная космология ошибочна. Статистика показывает, что есть шанс 1 к 20, что это произошло просто случайность».

Согласно стандартной модели космологии, после Большого взрыва молодой космос представлял собой бурлящий плазменный бульон, который начал быстро расширяться благодаря невидимой силе, известной как темная энергия. По мере роста Вселенной обычная материя, которая взаимодействует со светом, скучилась вокруг сгустков невидимой темной материи, образовав первые галактики, связанные между собой обширной космической паутиной. Сегодня космологи считают, что обычная материя, темная материя и темная энергия составляют около 5%, 25% и 70% Вселенной соответственно.

Однако с этой картиной возникают все более серьезные проблемы. Чтобы проверить свои модели, астрономы часто сравнивают прошлое с нынешней Вселенной. Их прошлые измерения основаны на космическом микроволновом фоне (CMB), покинувшим свой источник (рекомбинирующие атомы) через 380 000 лет после Большого взрыва.

Тем не менее, постоянная Хаббла — величина, которая отслеживает скорость расширения Вселенной — предсказанная на основе реликтового излучения, не согласуется с расчетами, полученными на основе небесных объектов в современном космосе. Это несоответствие привело к кризису в космологии, известному как напряжение Хаббла.

Новое несоответствие относительно комковатости Вселенной сосредоточено вокруг числа под названием S8, которое измеряет, сколько материи скапливается или слипается во Вселенной. После использования спутника «Планк» для изучения космического микроволнового фона (CMB) астрономы включили данные в стандартную модель космологии и получили прогнозируемое значение S8, равное 0,83.

Это противоречит новым измерениям S8 с помощью японского телескопа Subaru, который изучал, насколько свет искажается из-за присутствия материи в галактиках. Исследователи взяли результаты и получили меньшее значение для S8 — 0,77. Новый результат был воспроизведен двумя другими совместными проектами, картирующими материю Вселенной с помощью гравитационного линзирования — «Обзором темной энергии» и «Килоградусным обзором», — что сделало отдельный аномальный результат маловероятным.

«Мы подтверждаем растущее ощущение в сообществе того, что существует реальное несоответствие между измерениями сгущения в ранней Вселенной (измеренными по реликтовому излучению) и данными, полученными в эпоху галактик, «всего» 9 миллиардов лет назад», — говорит Арун Каннавади, научный сотрудник Принстонского университета, принимавший участие в анализе.

 Хотя эта проблема указывает на еще одну большую дыру в нашем понимании Вселенной, у космологов пока нет хороших способов ее заполнить. Возможно, космологи ошибаются относительно количества темной материи во Вселенной или о том, как она слипается. Возможно, темная энергия менялась в течение жизни Вселенной — объяснение, которое разрешило бы противоречия между S8 и Хабблом с поправкой к стандартной модели космологии.

Или, что самое интересное, это может означать, что стандартная модель сломана и требует полной замены. Чтобы ученые знали наверняка, они проведут более точные измерения с помощью еще более мощных телескопов. Двумя такими претендентами являются обсерватория Веры К. Рубин в Чили и римский космический телескоп Нэнси Грейс, которые должны быть запущены в эксплуатацию в 2025 и 2027 годах соответственно.