Гигантская структура из глубокого космоса ставит под сомнение наше понимание Вселенной

Детали

В свете, которое путешествовало к нам 6,9 миллиарда лет, астрономы обнаружили гигантское, почти идеальное кольцо галактик диаметром около 1,3 миллиарда световых лет. Оно не соответствует ни одной известной структуре или механизму формирования.

Смотрите также Земля пережила крупнейшие с 2003 года магнитные бури, но рекорды еще впереди

Большое кольцо, как назвали эту структуру, может означать, что нам нужно изменить стандартную модель космологии.

Открытие под руководством астронома Алексии Лопес из Университета Центрального Ланкашира было представлено на 243-м заседании Американского астрономического общества в январе, а также опубликовано на сервере препринтов в ожидании рецензирования.

Это уже вторая гигантская структура, обнаруженная Лопес и ее коллегами. Первая, под названием Гигантская Дуга, находится в той же части неба, на том же расстоянии. Когда в 2021 году было объявлено об открытии дуги, это озадачило астрономов. Большое кольцо только углубляет эту тайну.

Большое кольцо (синее) и Гигантская дуга (красное) / Фото University of Central Lancashire

Ни одну из этих двух сверхбольших структур нелегко объяснить в рамках нашего современного понимания Вселенной. Их сверхбольшие размеры, особые формы и космологическая близость, несомненно, должны говорить нам о чем-то важном. Но о чем именно?
- говорит Лопес.

Больше всего эти структуры похожи на то, что называется барионными акустическими колебаниями (БАК). Это гигантские круговые скопления галактик, которые можно найти по всему космосу. На самом деле это сферы, "окаменелости" акустических волн, которые распространялись в ранней Вселенной, а затем застыли, когда пространство стало настолько разреженным, что акустические волны больше не могли путешествовать.

Но Большое кольцо — это не БАК. Все БАК имеют фиксированный размер — около 1 миллиарда световых лет в диаметре. А тщательный осмотр Большого Кольца показывает, что оно больше, а кроме того, похоже на форму штопора, который выровнен таким образом, что с нашей стороны выглядит как кольцо.

Схема галактик, показывающая Большое Кольцо, примерно с центром в 0 на оси X / Фото University of Central Lancashire

Так что же это такое, и что оно означает для Космологического принципа, который утверждает, что во всех направлениях любой участок пространства должен выглядеть примерно так же, как и все другие участки пространства?

Мы ожидаем, что материя равномерно распределена повсюду в пространстве, когда рассматриваем вселенную в большом масштабе, поэтому не должно быть заметных неровностей выше определенного размера,
– объяснил Лопес.

Космологи подсчитали, что нынешняя теоретический предел размера структур составляет 1,2 миллиарда световых лет, однако обе эти структуры гораздо больше — Гигантская Дуга почти втрое больше, а окружность Большого Кольца сопоставима с длиной Гигантской Дуги.

Но размер — это лишь одна из проблем. Другая заключается в том, как это влияет на наше понимание эволюции Вселенной. Нынешняя модель лучше всего согласуется с тем, что мы наблюдаем, но есть некоторые особенности, которые сложно объяснить в ее рамках.

Ученые пробуют выдвигать различные теории того, как это могло сформироваться, но они не имеют ни доказательств, ни опровержений ни одной из этих теорий.

• Одна из них, которая называется конформной циклической космологией Роджера Пенроуза, говорит, что Вселенная проходит через бесконечные циклы расширения Большого взрыва, и кольцевые структуры являются одной из структур, которые эта теория допускает.
• Другая возможность заключается в том, что структуры являются разновидностью топологических дефектов в ткани пространства-времени, известных как космические струны. Считается, что они похожи на морщины шириной с протон, которые возникли в ранней Вселенной, когда пространство-время растягивалось, а затем застыло на месте. Современная наука не имеет много физических доказательств существования космических струн, но теоретические доказательства являются достаточно многообещающими.

Поэтому пока никто точно не знает, что означают Большое кольцо и Гигантская дуга. Они могут быть просто случайным расположением галактик, кружащих по небу, хотя вероятность этого кажется достаточно малой.

"Из современных космологических теорий мы не думали, что структуры такого масштаба возможны. Мы могли бы ожидать, возможно, одну чрезвычайно большую структуру во всей нашей наблюдаемой Вселенной. Однако Большое Кольцо и Гигантская Дуга — это две огромные структуры, и они даже являются космологическими соседями, что чрезвычайно захватывает", – говорит Алексия Лопес.