Один из Фундаментальные основы современной космологии, возможно, начинают шататься. Исследование, опубликованное в журнале Nature, обнаружило доказательства того, что Вселенная может вести себя по-разному во всех направлениях в самых больших наблюдаемых масштабах.
«То, что мы обнаружили, — это сеть огромных нитей и стенок галактик, которые остаются выровненными и связанными между собой на протяжении миллиардов световых лет», — говорит Франческо Силос Лабини, директор по физике Исследовательского центра Энрико Ферми в Италии и ведущий автор исследования.
Как должна выглядеть Вселенная?
Чтобы объяснить это открытие, Сайлос использует гораздо более простую аналогию, чем любое математическое уравнение. Представьте себе карту Вселенной, на которой каждая галактика представлена одной точкой. Если Вселенная действительно станет однородной в самых больших масштабах, объясняет он, должна наступить точка, в которой карта будет выглядеть практически одинаково во всех направлениях. Подобно фотографии, рассматриваемой с большого расстояния, ее детали постепенно сливались воедино, пока не оставался почти однородный фон.
Но это не то, что обнаружили Силос и его коллега Марко Галоппо.
«Идея о том, что Вселенная становится статистически однородной в достаточно больших масштабах, позволяет нам описывать ее с помощью относительно простых математических моделей», — говорит Сайлос. Их наблюдения, однако, предполагают, что реальная Вселенная может оставаться более структурированной и направленно организованной, чем предполагает эта картина.
Другими словами, организация этих огромных космических сетей не исчезает по мере того, как исследуются все более крупные регионы Вселенной. Вместо того, чтобы постепенно растворяться в безликом фоне, крупнейшие структуры Вселенной сохраняют узнаваемые закономерности даже в тех масштабах, где, согласно стандартной космологической модели, эти закономерности больше не должны быть обнаружены.
Не космическая стрела, а устойчивый узор
Однако исследователи подчеркивают, что этот вывод требует важной оговорки. Это не означает, что у Вселенной есть одна предпочтительная ось или направление.
«Мы не утверждаем, что вся Вселенная имеет одно предпочтительное направление, как если бы через пространство пробегала космическая стрела», — говорит Сайлос. «То, что мы обнаружили, гораздо более тонкое».
Вместо этого команда обнаружила последовательные закономерности в распределении галактик, которые сохраняются на чрезвычайно больших расстояниях.
По мере увеличения объема наблюдаемой Вселенной галактики в конечном итоге должны стать неотличимыми от однородного фона, во многом подобно размытой фотографии в предыдущей аналогии. «Вместо этого, по мере того, как мы расширяем поле зрения, продолжают появляться новые последовательные структуры», — говорит Сайлос. «Вместо того, чтобы стремиться к единообразию, космическая паутина остается организованной во все более крупных масштабах».
Этот вывод является кульминацией более чем двух десятилетий исследований. С начала 2000-х годов Сайлос пытался ответить на вопрос, который редко проверяется напрямую: откуда мы на самом деле знаем, что Вселенная становится однородной и изотропной в достаточно больших масштабах? (Изотропная среда имеет одинаковые физические свойства во всех направлениях.)
