Гигантская структура, скрывающаяся в глубоком космосе, бросает вызов нашему пониманию Вселенной

Колоссальная структура в далекой Вселенной бросает вызов нашему пониманию того, как развивалась Вселенная.

В свете, который путешествовал к нам 6,9 миллиардов лет, астрономы обнаружили гигантское, почти идеальное кольцо галактик диаметром около 1,3 миллиарда световых лет. Он не соответствует ни одной известной структуре или механизму образования.

Большое Кольцо, как назвали эту структуру, может означать, что нам необходимо внести поправки в стандартную модель космологии.

Открытие, сделанное астрономом Алексией Лопес из Университета Центрального Ланкашира, было представлено на 243-м собрании Американского астрономического общества в январе и описано в предварительной публикации, доступной на arXiv .

Это вторая гигантская структура, открытая Лопес и ее коллегами. Первая, называемая Гигантской Дугой , на самом деле находится в той же части неба, на таком же расстоянии . Когда в 2021 году было объявлено об открытии дуги, это озадачило астрономов. Большое Кольцо только углубляет тайну.

«Ни одну из этих двух сверхбольших структур нелегко объяснить с помощью нашего нынешнего понимания Вселенной», — заявила Лопес в январе . «И их сверхбольшие размеры, характерные формы и космологическая близость наверняка говорят нам о чем-то важном – но о чем именно?»

Самая непосредственная связь, по-видимому, связана с так называемым барионным акустическим колебанием (БАО). Это гигантские круглые расположения галактик, встречающиеся по всему космосу. На самом деле это сферы, окаменелости акустических волн, которые распространялись по ранней Вселенной, а затем застыли, когда пространство стало настолько рассеянным, что акустические волны больше не могли распространяться.

Большое Кольцо — это не БАО. Все БАО имеют фиксированный размер — около 1 миллиарда световых лет в диаметре. А тщательный осмотр Большого Кольца показывает, что оно больше похоже на штопор, выровненный таким образом, что выглядит как кольцо.

Остается без ответа вопрос: что это такое? И что это означает для Космологического Принципа, который утверждает, что во всех направлениях любой данный участок пространства должен выглядеть почти так же, как и все другие участки пространства?

«Мы ожидаем, что материя будет равномерно распределена повсюду в пространстве, когда мы рассматриваем Вселенную в большом масштабе, поэтому не должно быть заметных неравномерностей, превышающих определенный размер», — объяснил Лопес .

«Космологи подсчитали, что текущий теоретический предел размеров структур составляет 1,2 миллиарда световых лет, однако обе эти структуры намного больше – Гигантская Дуга почти в три раза больше, а окружность Большого Кольца сравнима с длиной Гигантской Дуги».

Но размер – это лишь одна из проблем. Другое — это то, что это означает для космологии, изучения эволюции Вселенной. Текущая модель лучше всего соответствует тому, что мы наблюдаем, но есть некоторые особенности, которые сложно объяснить в ее рамках.

Существуют и другие модели, которые были предложены для решения этих задач. В рамках одной из таких моделей, конформной циклической космологии Роджера Пенроуза , в которой Вселенная проходит бесконечные циклы расширения Большого взрыва , ожидаются кольцевые структуры – хотя стоит отметить, что конформная циклическая космология имеет свои собственные серьезные проблемы .

Другая возможность заключается в том, что эти структуры представляют собой тип топологического дефекта в ткани пространства-времени, известного как космические струны . Считается, что они похожи на морщины шириной с протон, которые возникли в ранней Вселенной, когда пространство-время растянулось, а затем застыло на месте. Мы не нашли много физических доказательств существования космических струн, но теоретические доказательства весьма многообещающи.

На данный момент никто точно не знает, что означают Большое Кольцо и Гигантская Дуга. Это могло быть просто случайное расположение галактик, кружащихся по небу, хотя вероятность этого кажется довольно малой.

Лучшей надеждой было бы найти больше подобных расположений галактик, разбросанных по Вселенной и скрывающихся на виду.

«С точки зрения современных космологических теорий мы не предполагали, что структуры такого масштаба возможны», — сказал Лопес . «Мы могли бы ожидать, возможно, одну чрезвычайно большую структуру во всей нашей наблюдаемой Вселенной. Тем не менее, Большое Кольцо и Гигантская Дуга — две огромные структуры и даже являются космологическими соседями, что чрезвычайно увлекательно».

Исследование было представлено на 243-м собрании Американского астрономического общества и описано в предварительной статье на arXiv.org .

Более ранняя версия этой статьи была опубликована в январе 2024 года.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.