- 27,870
- 46
- 8 Ноя 2022
Если данные подтвердятся, все модели расширения пространства придётся строить заново.
Вселенная считается одинаковой во всех направлениях: куда ни посмотри, на больших масштабах материя должна распределяться примерно равномерно. На этой идее держится большая часть современной космологии. Новая работа ставит под сомнение привычную опору: авторы утверждают, что в данных DESI видны крупные структуры, которые будто выделяют особые направления в космосе.
Спор касается основы, на которой физики строят картину Вселенной. Космологический принцип говорит, что на очень больших масштабах космос должен быть однородным и изотропным. Однородность означает примерно одинаковое количество материи в разных крупных областях. Изотропность означает отсутствие выделенного направления: при взгляде в любую сторону Вселенная должна выглядеть примерно одинаково.
Эти допущения нужны не для красоты. На них держатся уравнения, которые описывают форму Вселенной, её расширение после Большого взрыва и стандартную космологическую модель. Без космологического принципа расчёты становятся гораздо сложнее: физикам пришлось бы учитывать не только возраст, плотность и скорость расширения космоса, но и направление наблюдения.
Авторы новой статьи проверили эту идею на обзоре DESI . Проект измеряет положения и спектры огромного числа галактик, чтобы собрать трёхмерную карту крупномасштабной структуры Вселенной. По такой карте можно увидеть распределение галактик в разные эпохи, включая скопления, протяжённые нити и огромные пустоты.
Исследователи сравнили участки карты в разных направлениях и получили результат, который не укладывается в стандартную модель. По их расчётам, данные DESI содержат крупные связанные структуры, а распределение галактик сложнее, чем предполагает картина одинаковой во всех направлениях Вселенной. Если вывод подтвердится, космологический принцип придётся уточнять, а модели расширения космоса - пересматривать.
На малых масштабах космос действительно неровный: галактики собираются в скопления, между ними тянутся нити и остаются пустые области. Но на достаточно больших расстояниях эти неровности должны сглаживаться. Новая работа спорит именно с этим ожиданием: авторы утверждают, что различия между направлениями сохраняются там, где стандартная модель уже ждёт равномерной картины.
Космологи отнеслись к заявлению осторожно. Если однородность и изотропность нарушены настолько сильно, след должен проявиться не только в карте галактик, но и в реликтовом излучении . Это слабое микроволновое свечение осталось от ранней Вселенной и показывает, каким был космос через сотни тысяч лет после Большого взрыва. При настолько крупных выделенных направлениях колебания в реликтовом излучении должны быть гораздо заметнее, чем показывают наблюдения.
Данные DESI уже применяли в других исследованиях крупномасштабной структуры, и многие результаты хорошо совпали со стандартной моделью. Поэтому одного анализа недостаточно. Нужно проверить, не возникла ли асимметрия из-за обработки данных, особенностей выборки, неполного покрытия неба или другой систематической ошибки.
Возможные последствия слишком велики, чтобы работу просто отложили в сторону. Если карта DESI действительно показывает выделенные направления, физикам придётся объяснить, почему Вселенная нарушает принцип, на котором десятилетиями строились модели её эволюции. Если причина окажется в методе анализа, спор поможет точнее проверять новые обзоры галактик и лучше отделять реальные структуры от ошибок измерения.
Теперь расчёты должны повторить независимые группы. Результат нужно проверить на тех же данных DESI и сравнить с другими обзорами неба. Для такого сильного заявления одного анализа мало: космологический принцип начнут пересматривать только в том случае, если выделенные направления останутся видны после повторных проверок.
Вселенная считается одинаковой во всех направлениях: куда ни посмотри, на больших масштабах материя должна распределяться примерно равномерно. На этой идее держится большая часть современной космологии. Новая работа ставит под сомнение привычную опору: авторы утверждают, что в данных DESI видны крупные структуры, которые будто выделяют особые направления в космосе.
Спор касается основы, на которой физики строят картину Вселенной. Космологический принцип говорит, что на очень больших масштабах космос должен быть однородным и изотропным. Однородность означает примерно одинаковое количество материи в разных крупных областях. Изотропность означает отсутствие выделенного направления: при взгляде в любую сторону Вселенная должна выглядеть примерно одинаково.
Эти допущения нужны не для красоты. На них держатся уравнения, которые описывают форму Вселенной, её расширение после Большого взрыва и стандартную космологическую модель. Без космологического принципа расчёты становятся гораздо сложнее: физикам пришлось бы учитывать не только возраст, плотность и скорость расширения космоса, но и направление наблюдения.
Авторы новой статьи проверили эту идею на обзоре DESI . Проект измеряет положения и спектры огромного числа галактик, чтобы собрать трёхмерную карту крупномасштабной структуры Вселенной. По такой карте можно увидеть распределение галактик в разные эпохи, включая скопления, протяжённые нити и огромные пустоты.
Исследователи сравнили участки карты в разных направлениях и получили результат, который не укладывается в стандартную модель. По их расчётам, данные DESI содержат крупные связанные структуры, а распределение галактик сложнее, чем предполагает картина одинаковой во всех направлениях Вселенной. Если вывод подтвердится, космологический принцип придётся уточнять, а модели расширения космоса - пересматривать.
На малых масштабах космос действительно неровный: галактики собираются в скопления, между ними тянутся нити и остаются пустые области. Но на достаточно больших расстояниях эти неровности должны сглаживаться. Новая работа спорит именно с этим ожиданием: авторы утверждают, что различия между направлениями сохраняются там, где стандартная модель уже ждёт равномерной картины.
Космологи отнеслись к заявлению осторожно. Если однородность и изотропность нарушены настолько сильно, след должен проявиться не только в карте галактик, но и в реликтовом излучении . Это слабое микроволновое свечение осталось от ранней Вселенной и показывает, каким был космос через сотни тысяч лет после Большого взрыва. При настолько крупных выделенных направлениях колебания в реликтовом излучении должны быть гораздо заметнее, чем показывают наблюдения.
Данные DESI уже применяли в других исследованиях крупномасштабной структуры, и многие результаты хорошо совпали со стандартной моделью. Поэтому одного анализа недостаточно. Нужно проверить, не возникла ли асимметрия из-за обработки данных, особенностей выборки, неполного покрытия неба или другой систематической ошибки.
Возможные последствия слишком велики, чтобы работу просто отложили в сторону. Если карта DESI действительно показывает выделенные направления, физикам придётся объяснить, почему Вселенная нарушает принцип, на котором десятилетиями строились модели её эволюции. Если причина окажется в методе анализа, спор поможет точнее проверять новые обзоры галактик и лучше отделять реальные структуры от ошибок измерения.
Теперь расчёты должны повторить независимые группы. Результат нужно проверить на тех же данных DESI и сравнить с другими обзорами неба. Для такого сильного заявления одного анализа мало: космологический принцип начнут пересматривать только в том случае, если выделенные направления останутся видны после повторных проверок.
- Источник новости
- www.securitylab.ru
