Вселенная: «Происходит нечто необычное»

Симуляции вселенной, основанные на стандартной космологической модели, показывают, что галактики должны равномерно распределяться в пространстве. Но согласно самому крупному из когда-либо проведённых исследованию галактик вселенная производит впечатление более «комковатой», чем того ожидали астрономы. Дополнительные скопления могут потребовать перестройки общепринятой космологической модели, а может быть – нового понимания того, как действует гравитация.

«Возможно, при очень больших масштабах общая теория относительности Эйнштейна немного ошибочна, – говорит специалист по космологии Шон Томас из Университетского колледжа Лондона, ведущий автор новой статьи в Physical Review Letters. – «Это потенциально мог бы быть одним из первых знаков, свидетельствующих о том, что происходит нечто необычное». При приближённом рассмотрении, вещество во вселенной сбивается в группы, образуя звёзды, галактики и скопления галактик. Но когда речь заходит о картине в целом, космологи предполагают, что вселенная выглядит всё более и более однородной, что-то вроде того, как детали земного ландшафта перемешиваются при обзоре с борта самолёта.

Существование скоплений галактик происходит из крохотных флуктуаций плотности материи во времена ранней вселенной. По мере её расширения участки с небольшими фрагментами дополнительной материи всё больше и больше собирались вместе гравитационным притяжением. Основываясь на самой лучшей модели, объясняющей, как работает гравитация и из чего сделана вселенная, специалисты по космологии могут экстраполировать Большой взрыв, чтобы получить довольно сносное представление о том, насколько «комковатой» при любом масштабе рассмотрения должна быть вселенная.

Томас с коллегами рассматривал самый широкомасштабный из полученных до сих пор обзоров вселенной, используя данные исследования Sloan Digital Sky Survey, которое покрывает примерно пятую часть всего неба в целях создания упрощённой трёхмерной карты 723 556 галактик, расположенных на расстоянии, по меньшей мере, четырёх миллиардов световых лет. В результате он обнаружил бо́льшую «комковатость» по сравнению с тем, что предсказывалось моделью.

Исследователи подсчитали, насколько равномерно разбросанными выглядят галактики в масштабах расстояний двух миллиардов световых лет.

«Это масштабы, которые начинают приближаться к допустимой части величины всей вселенной, и их ещё никто раньше серьёзно не измерял», – говорит Хадсон.

Предполагается, что «комковатость» вселенной в указанных масштабах расстояний изменяется приблизительно на один процент от одного пятна к другому.

Новый анализ зафиксировал вселенную, которая варьируется почти в двукратной степени от указанной величины. Это по-прежнему практически равномерно, но намного неоднороднее, чем прогнозируют существующие модели вселенной.

Результат может означать, что космологам необходимо пересмотреть своё понимание тёмной энергии, таинственной силы, что гонит вселенную наружу со всё возрастающей силой. Тёмная энергия сама по себе подразумевается совершенно однородной, но скопления тёмной энергии могли стянуть вокруг себя «комки» видимого вещества.

Дополнительные «комки» могут также означать, что тёмной энергии вообще не существует. Вместо этого сила притяжения могла вести себя иначе при очень крупных масштабах, чем при меньших, откуда следует, что общая теория относительности Эйнштейна нуждается в перепроверке.

«Общая теория относительности неоднократно оказывалась права, но она подвергалась проверке на тех же масштабах», – говорит Томас. – «Это новые масштабы, поэтому может так случиться, что кое-что не сходится. И тогда вам нужна какая-то новая теория».

Конечно, «комковатости» могут также иметь источником систематические ошибки в наблюдениях, такие как звёзды, выдающие себя за галактики, или пыль во Млечном Пути, закрывающая из виду удалённые галактики. Томас и его коллеги проверили обе эти возможности и считают, что они вряд ли представляют проблему, но для вопросов место всё ещё остаётся.

Как ожидается, разрешить затянувшиеся неопределённости помогут ещё более крупные и свежие массивы данных, такие как предлагаемые подающим надежды проектом Dark Energy Survey.

«Интересно будет узнать, подтвердится ли это, в случае если стандартная картина сможет измениться в результате внесения парочки точечных поправок, или необходима полномасштабная ревизия», – говорит Хадсон. – «Нам остаётся ждать и смотреть, что произойдёт».

http://www.dailygalaxy.com/my_weblog/2011/06/the-universe-viewed-at-a-large-scale-something-peculiar-is-going-on.html