☰
︎

Огромная космическая пустота вокруг Млечного Пути может объяснить гравитационную загадку

Ученые считают, что наш уголок Вселенной расширяется намного быстрее, чем остальная часть космоса.
6 декабря 2023, среда 18:22
Fantoci для раздела Блоги

Текст опубликован в личном блоге и его автор не имеет отношения к администрации сайта

Вселенная расширяется — с этим фактом согласны большинство ученых, а вот скорость ее расширения вызывает бесчисленные споры среди ученых. Так называемая "постоянная Хаббла" точно определяет, насколько быстро космические объекты удаляются друг от друга, но она не всегда согласуется с реальными наблюдениями. Новый анализ близлежащих сверхновых свидетельствует о том, что это несоответствие может быть вызвано из-за особенностей поведения нашей части Вселенной. Возможно, мы живем в огромном космическом пузыре с низкой плотностью, который искажает наши расчеты, но согласно господствующей стандартной модели, такого не может быть.

Прошло почти столетие с тех пор, как учёные впервые получили намеки на расширение Вселенной. На сегодняшний день непрерывное расширение является основным доказательством Большого взрыва. С тех пор свет от того древнего события растянулся до более длинных волн, но изучение космического микроволнового фона позволило Эдвину Хабблу и последующим астрономам вычислить скорость расширения Вселенной. Общепринятое значение составляет 70 километров в секунду на мегапарсек (3,26 миллиона световых лет). Таким образом, на каждый миллион световых лет галактика или другой объект движется на 22 километра в секунду быстрее.

В большинстве случаев эта константа точна, но различные космические аномалии привели к разногласиям в астрономии, известным как хаббловское противоречие. При измерении скорости расширения с использованием местных галактик и сверхновых это значение оказывается примерно на 10% завышенным. Исследование, проведенное в университетах Бонна и Сент-Эндрюса, предлагает одно из возможных объяснений. Недавние наблюдения показали, что Млечный Путь расположен в огромной пустоте, где плотность материи ниже, чем в окружающей Вселенной. Это может объяснить, почему расширение вокруг нас происходит быстрее.

Млечный Путь (зеленая точка) находится в области с малым количеством материи по сравнению с его окружением. Автор: Университет Бонна

У этой гипотезы есть одна серьезная проблема: стандартная модель не учитывает пузырь низкой плотности в космосе. Однако все это основано на теории гравитации, выдвинутой Эйнштейном, но с тех пор мы многое узнали о Вселенной, чего не знал выдающийся ученый. Исследователи объясняют существование пустоты с помощью модифицированной ньютоновской динамики (MOND), теоретической модели, предложенной в 1980-х годах в качестве альтернативы темной материи. В MOND есть небольшие изменения в ньютоновских гравитационных расчетах, в основном при очень низких ускорениях. Используя сигналы близлежащих сверхновых, исследователи подтвердили, что это изменение полностью устраняет противоречивые показания, устраняя хаббловское противоречие.

Разумеется, это не доказанный факт. Это лишь одно из нескольких предложенных решений проблемы Хаббла, которое другие исследователи должны будут проанализировать. Другие ученые предположили, что более быстрое локальное расширение может быть одинаковым везде, либо они попросту не могут измерить все размеры Вселенной достаточно точно, чтобы знать правильность стандартной модели. Лучший способ узнать наверняка - расширить общую теорию относительности на масштабы, большие миллиона световых лет, но у нас сейчас нет возможности измерить гравитацию без гравитационно связанного объекта того же масштаба. Если предположить, что теория относительности непостоянна, это может привести к новым разногласиям, как в случае с Хабблом, так что этот вопрос пока останется неразгаданным.