Галактика Чумацький Шлях, ймовірно, розташована всередині гігантської космічної порожнечі — області простору діаметром близько 2 мільярдів світлових років, у якій щільність матерії приблизно на 20% менша за середню у Всесвіті. Нове дослідження британських учених показує, що ця гіпотеза може частково пояснити так звану «напругу Габбла» — розбіжності у вимірюваннях швидкості розширення Всесвіту. Про це повідомляє медіа про науку, технології та здоров’я КРВ.медіа з посиланням на текст дослідження.
Напруга Габбла: що це за розбіжність у науці
Одним із найбільших викликів сучасної космології є так звана напруга Габбла — невідповідність між різними методами обчислення сталої Габбла, що визначає швидкість розширення Всесвіту.
Зокрема, вимірювання за допомогою космічного мікрохвильового фону (CMB) та баріонних акустичних осциляцій (BAO) — відбитків раннього Всесвіту — дають значення сталої Габбла на рівні приблизно 67 км/с/Мпк. Натомість спостереження за ближчими об’єктами — надновими типу Ia та змінними зорями-Цефеїдами — показують близько 73 км/с/Мпк.
Ця різниця є статистично значущою — приблизно на рівні 3,3 σ (сигма). Це означає, що ймовірність випадкової похибки становить менше 0,3%. Якщо ж вдасться знизити цю розбіжність до рівня менше 1,5 σ, це відкриє шлях до узгодження двох підходів.
Порожнеча — одна з найцікавіших гіпотез
Одне з можливих пояснень цієї розбіжності — гіпотетична локальна порожнеча. Згідно з нею, Галактика Чумацький Шлях розташована всередині великої області з меншою густиною матерії.
«Якщо ми справді знаходимося в центрі такої порожнечі, то гравітація з густішого “зовнішнього” середовища тягне матерію назовні. Це спричиняє ефект вищої швидкості розширення у нашій частині Всесвіту», — пояснює провідний автор дослідження, космолог Індраніл Банік з Університету Портсмута (Велика Британія).
Такі порожнечі — не виняток, а частина великомасштабної структури Всесвіту. Матерія не розподілена рівномірно: вона утворює філаментні структури, «стіни», галактичні скупчення і, навпаки, — великі пустоти (voids).
Як «звук» Великого вибуху виявив порожнечу
Ключ до перевірки гіпотези — це баріонні акустичні осциляції (BAO), або залишки звукових хвиль, що утворилися в плазмі раннього Всесвіту.
Ці хвилі поширювалися, поки простір був щільним, а коли охолов — «застигли» у вигляді сферичних зон з більшою густиною матерії по краях. Сьогодні вони спостерігаються як кільцеподібні структури у розподілі галактик, приблизно 1 мільярд світлових років у діаметрі.
Використовуючи дані за понад 20 років спостережень BAO (наприклад, проєкти SDSS, BOSS, eBOSS), команда Баніка знову проаналізувала зв’язок між масштабом BAO та червоним зміщенням.
Їхні обчислення показали, що спостережувані BAO мають відхилення, узгоджені з наявністю локальної порожнечі. Зокрема, червоне зміщення збільшується не лише через космічне розширення, а й через додаткову швидкість, викликану гравітаційним «виштовхуванням» із порожнечі.
скільки реалістично це пояснення?
Згідно з результатами моделювання, модель із локальною порожнечею виявилася у 100 мільйонів разів більш імовірною, ніж стандартна однорідна модель ΛCDM (Planck cosmology), якщо порівнювати їхню здатність пояснити BAO.
Що це означає на практиці? Якщо гіпотеза справджується, то вона дозволяє знизити рівень напруги Габбла з 3,3 σ до 1,1–1,4 σ. Цей результат усе ще потребує незалежного підтвердження, але вже виглядає як перспективне часткове пояснення.
Наразі дослідники планують розширити аналіз локального простору, щоб визначити, чи дійсно порожнеча проявляється у поведінці інших астрономічних об’єктів — від галактик до квазарів.
Раніше ми писали, що найбільшу з відомих комет зафіксували з активними викидами газу
