Ми неправильно розуміємо Всесвіт: причина в порожнечі розміром 1 млрд світлових років, в якій ми існуємо.

Науковці вважають, що спостережуване невідповідність в параметрах швидкості розширення Всесвіту (постійної Хаббла), відоме як проблема Хаббла, виникає через те, що Земля знаходиться в величезній порожнечі, тобто в регіоні космосу з низькою щільністю. Проблема Хаббла виникає через те, що існує два способи розрахунку постійної Хаббла, але ці методи не узгоджуються один з одним. Також астрономи зробили ще одне важливе відкриття, яке вказує на те, що основну космологічну модель еволюції Всесвіту потрібно переглянути. Дослідження опубліковане в журналі Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, пише Space.

Супервойди KBC

Наша галактика Чумацький Шлях і, звичайно ж, Сонячна система, а також Земля, знаходяться в ділянці космосу з більш низькою щільністю, відомій як супервойда або супервойд KBC.

В космосі існують войди (їх ширина не перевищує 300 млн світлових років) та супервойди, де щільність матерії нижча середньої по Всесвіту. У супервойді KBC матерія приблизно на 20% менш щільна, ніж в середньому по космосу, а ширина цієї порожнечі оцінюється в 1 млрд світлових років. Найбільшою порожнечею у Всесвіті є супервойд Ерідана шириною 1,8 млрд світлових років.

Всесвіт постійно розширюється, але астрономи не можуть точно визначити, з якою саме швидкістю. Тобто, яка величина постійної Хаббла. Без цього вчені не можуть точно зрозуміти, як розвивається космос. А сама проблема Хаббла вказує на те, що в кращій моделі еволюції Всесвіту, відомій як модель Лямбда-CDM, чогось не вистачає.

За словами вчених, при вимірюванні постійної Хаббла астрономи не заглядають занадто далеко у Всесвіт і обмежуються відстанню в 2 млрд світлових років. Це означає, що вимірювання постійної Хаббла відображають швидкість розширення Всесвіту в супервойді KBC.

Проблема Хаббла — що це?

Існує два способи розрахунку швидкості розширення Всесвіту, які можна назвати теоретичним і спостережним. З допомогою першого способу астрономи проводять спостереження за реліктовим випромінюванням, тобто першим світлом, яке перетнуло космос. Це майже рівномірне і однорідне випромінювання, що заповнює увесь Всесвіт. Використовуючи в якості шаблону модель Лямбда-CDM, астрономи "перемотують" час назад і моделюють еволюцію космосу на основі реліктового випромінювання. Це дозволяє отримати значення постійної Хаббла або швидкості розширення космосу.

З допомогою спостережного способу астрономи вимірюють, наскільки швидко видаляються від нас галактики, вивчаючи зміну їх довжин хвиль світла або червоне зміщення. Чим довше світло летить у космосі, тим далі воно зміщується в червону частину спектра. Тобто, чим далі об'єкт, тим вище червоне зміщення. Також високе червоне зміщення показує, як швидко видаляється галактика, а значить, можна отримати значення постійної Хаббла.

Проблема в тому, що спостережний спосіб дає більше значення постійної Хаббла, ніж теоретичний метод, оснований на моделі Лямбда-CDM. Якщо вимірювання реліктового випромінювання показує, що Всесвіт розширюється зі швидкістю 68 км/с на мегапарсек, то другий метод вимірювання показує, що ця швидкість становить від 70 до 76 км/с на мегапарсек.

Один парсек — це 3,26 світлових року. Відповідно, один мегапарсек — це 3,26 млн світлових років. А один світловий рік дорівнює 9,4 трильйонам кілометрів. Автори дослідження стверджують, що, виходячи з невідповідності в отриманих даних, можна говорити про те, що краща космологічна модель, тобто модель Лямбда-CDM, є неправильною.

Як супервойд KBC впливає на появу проблеми Хаббла?

Астрономи вважають, що проблема Хаббла виникає через те, що Всесвіт розширюється швидше всередині супервойда KBC. Це однорідний ділянка космосу, який має певну негативну масу. Це призводить до відштовхуючого гравітаційного ефекту, який може збільшити червоні зміщення галактик.

Вчені кажуть, що теоретичний метод усереднює постійну Хаббла по всьому Всесвіту, в той час як спостережний метод вимірює її тільки всередині супервойда KBC. Таким чином, зсередини цієї порожнечі спотворюється розуміння всього Всесвіту.

Тобто, автори дослідження вважають, що Всесвіт виглядає так, ніби він розширюється швидше, ніж насправді. І це може бути вирішенням проблеми Хаббла.

Відкриття, яке суперечить стандартній космологічній моделі Всесвіту

Насправді автори дослідження хотіли з'ясувати, наскільки узгоджуються існуючі супервойди зі стандартною космологічною моделлю, тобто моделлю Лямбда-CDM. Вони зовсім не думали про проблему Хаббла, але все ж побачили її потенційне рішення.

Астрономи з'ясували, що такі величезні порожнечі в космосі, як супервойд KBC, не можуть існувати в моделі Лямбда-CDM, принаймні в її нинішньому вигляді. Це означає, що цю модель еволюції Всесвіту потрібно переглянути, вважають науковці.