Что такое локальная пустота?
Представьте себе Вселенную как ткань, сотканную из галактик, звезд и темной материи. В большинстве случаев эта ткань кажется равномерной, но в некоторых местах встречаются области, где плотность вещества заметно ниже. Именно в такой зоне, по мнению доктора Индранила Баника из Университета Портсмута, мы и находимся. Радиус этой пустоты составляет около миллиарда световых лет, а плотность материи в ней на 20% ниже, чем в среднем по космосу.
Вещество из менее плотной зоны постепенно перетекает в более насыщенные регионы, создавая локальные гравитационные искажения. Эти процессы могут искажать наши наблюдения, заставляя думать, что галактики разбегаются быстрее, чем на самом деле. Иными словами, то, что мы принимаем за ускоренное расширение Вселенной, может быть иллюзией, вызванной нашей уникальной позицией в космосе.
Напряжение Хаббла: загадка космологии
Константа Хаббла, названная в честь астронома Эдвина Хаббла, описывает скорость, с которой галактики удаляются друг от друга. Впервые введенная в 1929 году, она остается краеугольным камнем космологии. Но в последние десятилетия ученые столкнулись с проблемой: два основных метода измерения этой величины дают разные результаты.
Первый метод основан на изучении реликтового излучения — отпечатка ранней Вселенной, полученного с помощью спутника Planck. Второй использует наблюдения за ближними объектами, такими как сверхновые и галактики. Разница между этими значениями, известная как напряжение Хаббла, выходит за рамки статистических погрешностей и вызывает жаркие споры в научном сообществе. Гипотеза локальной пустоты предлагает неожиданное объяснение: возможно, дело не в ошибках измерений, а в нашей нетипичной позиции во Вселенной.
Доказательства и сомнения
Наблюдения подтверждают, что окрестности Солнечной системы действительно менее насыщены галактиками, чем соседние области. Но идея столь масштабной пустоты противоречит стандартной космологической модели ΛCDM, которая предполагает почти равномерное распределение материи на больших расстояниях. Это вызывает скептицизм у части ученых, хотя данные все же говорят в пользу гипотезы.
Команда Баника провела анализ барионных акустических осцилляций — следов звуковых волн, сохранившихся со времен ранней Вселенной. Эти структуры служат своеобразной космической линейкой, позволяющей измерять темпы расширения пространства. Пересмотр данных за два десятилетия показал, что модель с локальной пустотой объясняет наблюдения гораздо лучше, чем стандартная. Вероятность ее правоты, по статистическим расчетам, в сто миллионов раз выше.
Как подтвердить гипотезу?
Чтобы подтвердить или опровергнуть гипотезу, ученые планируют использовать независимые методы. Один из них — анализ так называемых космических хронометров, массивных галактик, в которых звездообразование давно прекратилось. Их спектры помогают определить возраст звезд и, в сочетании с данными о красном смещении, оценить, как менялось пространство со временем. Этот подход не зависит от космологических моделей, что делает его особенно надежным.
Если гипотеза подтвердится, это станет революцией в астрономии. Нам придется пересмотреть многие фундаментальные понятия — от значения постоянной Хаббла до структуры Вселенной. Возможно, мы наблюдаем не истинную картину космоса, а лишь ее локальное отражение, искаженное нашей позицией в пустоте.