26.2K
На протяжении десятилетий считалось, что Вселенная расширяется с одинаковой скоростью во всех направлениях, однако исследование, основанное на данных ренгеновских телескопов ESA «XMM-Newton», NASA «Chandra» и немецкой обсерватории «ROSAT», предполагает ошибочность этого ключевого предположения космологии.
«Все началось с того, что мы решили протестировать новый метод проверки так называемой гипотезы изотропии, согласно которой Вселенная обладает одинаковыми свойствами в любом направлении, хотя и с некоторыми допущениями на локальных масштабах», – пишут авторы исследования, представленного в журнале Astronomy & Astrophysics.
Гипотеза изотропии была подтверждена наблюдениями космического микроволнового фона – излучения, оставшегося после Большого взрыва и отображающего состояние Вселенной в момент, когда ей было всего 380 000 лет. Его равномерное распределение по небу говорит о том, что в те ранние дни пространство должно было расширяться быстро и с одинаковой скоростью во всех направлениях. Однако сегодня, похоже, все изменилось.
В рамках исследования астрономы проанализировали данные наблюдений более 800 скоплений галактик в современной Вселенной. Если бы гипотеза изотропии была верна, их свойства были бы одинаковыми в любом направлении. Но на самом деле ученые увидели значительные различия.
Несоответствия проявились при сравнении температуры чрезвычайно горячего газа, пронизывающего скопления, с их яркостью.
«Кластеры с одинаковой температурой и расположенные на одном расстоянии от нас должны выглядеть одинаково яркими. Но оказалось, что это не так. Мы увидели, что многие из них с аналогичными свойствами и температурами менее яркие, чем мы ожидаем, в одном направлении неба и, наоборот, ярче предсказанных значений в другом направлении. Разница довольно значительна, около 30 процентов, и это не случайность, прослеживается четкая тенденция», – пояснили авторы исследования.
Прежде чем бросить вызов общепринятой космологической модели, которая является основой для оценки расстояний до космических источников, астрономы рассмотрели другие возможные объяснения несоответствия. Возможно, там есть необнаруженные газовые или пылевые облака, затмевающие скопления и заставляющие их в определенной области казаться более тусклыми? Но нет, данные не поддержали этот сценарий.
Может быть в некоторых областях пространства на кластеры влияют крупномасштабные потоки вещества, движемые гравитационным притяжением крайне массивных структур, таких как чрезвычайно большие скопления галактик? Однако и эта идея не нашла подтверждения.
«Расчеты застали нас врасплох. Если Вселенная действительно анизотропна и даже если стала таковой лишь в последние несколько миллиардов лет, это будет означать огромный сдвиг парадигмы, потому что теперь направление каждого объекта должно быть принято во внимание при анализе его свойств. Например, сегодня мы оцениваем расстояние до очень далеких источников, применяя набор космологических параметров и уравнений, считая, что они везде одинаковы. Но, если наши выводы верны, этот метод окажется в корне не верным, и нам придется пересмотреть все наши предыдущие выводы», – резюмируют авторы исследования.
По мнению астрономов, несоответствие может быть связано с неравномерным влиянием на расширение Вселенной темной энергии, о которой сегодня известно очень мало, за исключением того, что она, похоже, ускоряла этот процесс в последние несколько миллиардов лет.
Выводы помогут проверить будущий телескоп ESA «Euclid», целями которого станет отображение миллиардов галактик, изучение расширения космоса и природы темной энергии, а также данные рентгеновского инструмента eROSITA, установленного на борту недавно запущенного немецко-российского спутника «Spektr-RG».