Фундаментальну властивість Всесвіту поставлено під сумнів. Можливо, Всесвіт анізотропний, і нам доведеться переглянути всі попередні висновки про його історію та майбутнє.
Протягом десятиліть вважалося, що Всесвіт розширюється з однаковою швидкістю в усіх напрямках, проте дослідження, засноване на даних ренгенівських телескопів ESA "XMM-Newton", NASA "Chandra" і німецької обсерваторії "ROSAT", припускає помилковість цього ключового припущення космології.
"Усе почалося з того, що ми вирішили протестувати новий метод перевірки так званої гіпотези ізотропії, згідно з якою Всесвіт володіє однаковими властивостями в будь-якому напрямку, хоча і з деякими припущеннями на локальних масштабах", - пишуть автори дослідження, представленого в журналі Astronomy & Astrophysics.
Гіпотезу ізотропії підтвердили за допомогою спостереження космічного мікрохвильового фону. Залишкове випромінювання після Великого вибуху дозволяє науковцям “бачити” Всесвіт приблизно з 380 000 року після його виникнення. До того ж рівномірний розподіл цього фону по небу говорить про швидке розширення простору у всіх напрямках.
Однак останні дослідження, в яких астрономи проаналізували дані понад 800 скупчень галактик, виявили відмінності, що суперечать гіпотезі ізотропії. Порівнюючи температуру гарячого газу, який пронизує скупчення, та їхню яскравість, вчені помітили значні розходження.
Автори дослідження пояснили, що кластери з однаковою температурою, розташовані на одній відстані від нас, повинні виглядати однаково яскравими. Але фактично багато з них менш яскраві, ніж очікувалося і, навпаки, яскравіші в іншому напрямку.
Перш ніж кинути виклик сучасній космологічні моделі, астрономи розглянули можливі альтернативи, зокрема, наявність невиявлених газових або пилових хмар, що затьмарюють скупчення. Однак повторний аналіз даних не підтвердив цю гіпотезу.
Також розглядалися великомасштабні потоки речовини, вплив яких може змінювати яскравість кластерів під дією гравітаційного тяжіння або великих структур. Проте і цей сценарій не отримав підтвердження.
"Розрахунки застали нас зненацька. Якщо Всесвіт дійсно анізотропний, навіть якщо зміни відбулися останні кілька мільярдів років, це означатиме величезне зрушення в уявленнях, оскільки тепер треба враховувати напрям кожного об'єкта", - роблять висновок дослідники.
Нагадаємо, ізотропність всесвіту вважалась базовою характеристикою Всесвіту, яка визначає його фізичні властивості. Це означає, що всесвіт як фізична система залишається незмінним в будь-якому напрямку. Закони, які діють на Землі, такі ж самі, як в галактиці Андромеда або у далекій зоряній системі, розташованій за мільярди років за нас.
Це також закладає правила конструювання багатьох космологічних теорій, в першу чергу теорії Великого вибуху. Логічно, що ми не можемо відмовлятися від фізичних законів внаслідок їх фундаментальності.
Логіка науковців дуже проста.
- По-перше, якщо всесвіт виник в результаті Великого вибуху, то він має бути ізотропним, оскільки біг-бум однаковий в усіх напрямках. Як і напрямок руху світла, що виникає у первісному просторі.
- По-друге, ізотропність всесвіту добре узгоджується з астрономічними спостереженнями. Так, спектр випромінювання далеких галактик — ізотропний за своєю природою, а галактики мають однакову структуру незалежно від точки свого находження.
- По-третє, ізотропність всесвіту є необхідною умовою для існування життя. Якщо всесвіт був би анізотроничним, то він був би дуже неоднорідним. Це означало б, що в деяких районах всесвіту були б умови, сприятливі для життя, а в інших — ні.
Звичайно, ізотропність прописує однакові умови для виникнення життя. Тобто ми все ще живемо в християнській парадигмі “за образом та подобою”. Нам просто хочеться вірити, що ми не одинокі у Всесвіті.
Але проблема в тому, що якщо ви вводите в класичні схеми поняття “темної матерії” або “темної енергії”, тоді вам прийдеться визнавати анізотропність і простору-часу, і всесвіту в цілому. Адже матерія вже була, коли раптово з’являється ТМ і ми не знаємо, як вона діє, якщо діє взагалі. А тим більше ми навіть впевнені, що вона діє нерівномірно на окремих локаціях та напрямках.
