Физики говорят, что что-то сдерживает рост Вселенной: ScienceAlert

В глазах гигантов галактики Вселенной словно пена цепляются за поверхность вечного океана, образуя комки и нити вокруг чернильных пустот.

Этой мерцающей сети потребовались тысячелетия, чтобы собраться воедино, постепенно затвердевая под гравитационным руководством того, что миллиарды лет назад было равномерно рассеянным туманом из раскаленных добела частиц, которые только что вышли из печи Большого взрыва.

Хотя нам, простым смертным, этот рост может показаться медленным, физики Нят Минь Нгуен, Драган Хаттерер и Юэ Вен из Мичиганского университета хотят замедлить его еще больше и решить в процессе одну из самых неприятных проблем науки.

Предложенная ими модификация модели, которая лучше описывает нашу нынешнюю Вселенную, может устранить серьезное несоответствие в наблюдениях за расширяющейся линией талии в космосе.

Вы можете жаловаться, что сегодня ничего нельзя получить просто так, что сегодня вокруг больше пустого пространства, чем было вчера. Что-то заставляет небытие расти, проникая в промежутки между галактиками, мягко раздвигая крупномасштабную структуру Вселенной на части со все возрастающей скоростью.

Поскольку мы не знаем, что стоит за этим загадочным толчком, мы называем его темной энергией.

«Если гравитация действует как усилитель, который способствует превращению возмущений материи в крупномасштабную структуру, то темная энергия действует как демпфер, который гасит эти возмущения и замедляет рост структуры». Он говорит Нгуен, ведущий автор исследования роста крупномасштабных структур.

«Изучая, как собирается и растет космическая структура, мы можем попытаться понять природу гравитации и темной энергии».

Точная скорость расширения, известная как постоянная Хаббла (H0), совершенно не ясна. Измерьте, как определенные типы взрывающихся звезд удаляются вдаль, и вы можете получить ускорение 74 километра в секунду на мегапарсек. Используя «световое эхо» расширенного излучения, все еще возвращающегося после Большого взрыва, — космического микроволнового фона (CMB) — H0 оказывается ближе со скоростью около 67 километров в секунду.

Это может показаться не такой уж большой разницей, но расхождение сохранилось в ходе достаточного количества исследований, поэтому его больше нельзя сбрасывать со счетов как тривиальную ошибку.

Нгуен, Хюттерер и Винн по-новому взглянули на Плоский ΛCDM Комбинаторная космологическая модель как потенциальный источник ложных предположений. Если бы космология была шахматной игрой, это была бы доска и фигуры, разложенные на плитках общей теории относительности, движущиеся под действием темной энергии и выровненные гравитационным воздействием темной материи.

Воссоздавая шахматные фигуры, которые мы видим сегодня, мы можем с первого взгляда увидеть, как началась игра. Быстрая инфляция Ко времени коллапса первых звезд, к образованию галактик и их окончательному появлению в виде гигантских взаимосвязанных нитей.

Если по какой-то причине этот процесс отклонится от того, что предсказывает консенсусная модель, препятствуя росту крупномасштабной структуры Вселенной, напряжение между различными масштабами ускоряющегося расширения Вселенной исчезнет.

Исследователи использовали комбинацию измерений, включая рябь в космической паутине, явления гравитационного линзирования и детали космического микроволнового фона, чтобы прийти к статистически убедительному выводу о том, что космическая паутина растет медленнее, чем предсказывает космологическая модель ΛCDM.

«Разница в темпах роста, которую мы, вероятно, обнаружим, становится более заметной по мере приближения к сегодняшнему дню». Он говорит Нгуен.

«Индивидуально и коллективно эти различные исследования указывают на торможение роста. Либо мы упускаем какую-то систематическую ошибку в каждом из этих исследований, либо нам не хватает какой-то новейшей новой физики в нашей Стандартной модели».

Хотя явных претендентов на то, что могло бы остановить рост космической паутины, нет, будущие измерения крупномасштабной структуры Вселенной могут, по крайней мере, указать, нуждается ли эта идея в дальнейшем исследовании.

Вселенной потребовалось 13,7 миллиардов лет, чтобы выглядеть так хорошо. Мы можем подождать еще несколько лет, чтобы узнать секреты этих красивых космических морщин.

Это исследование было опубликовано в Письма о физическом осмотре.