Согласно результатам исследования, проведенного учеными из США и Германии, скорость расширения Вселенной может варьироваться в зависимости от рассматриваемого участка мироздания. В случае подтверждения этих данных, астрономам потребуется переоценить существующие теории и сделанные ранее заключения.
Исследователи из Боннского университета (Германия) и Астрофизики из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (Массачусетс), проанализировав изображения отдаленных скоплений галактик, в основном полученные космической рентгеновской обсерваторией Chandra, пришли к выводу, что расширение Вселенной, возможно, не происходит в равной степени во всех направлениях. Об их заключениях сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте миссии.
Известно, что с момента Большого взрыва Вселенная непрерывно увеличивает свои размеры. Чтобы лучше понять этот процесс, можно провести параллель с выпечкой хлеба с изюмом. В ходе выпечки изюм (который символизирует скопления галактик) отдаляется друг от друга, поскольку расширяется сам хлеб (аналогичный космосу), причем это расширение происходит одинаково во всех направлениях.
Одним из основополагающих принципов космологии, науки, изучающей Вселенную и её развитие, является утверждение о том, что физические законы действуют одинаково во всех точках пространства, что обуславливает однородность и изотропность Вселенной. Это означает, что она выглядит и расширяется одинаково во времени, независимо от местоположения наблюдателя и направления взгляда.
Тем не менее, новые исследования демонстрируют, что космологический принцип может быть ошибочным. Более того, в последние десятилетия ученые высказывали предположения о неравномерном расширении Вселенной: так, в 2006 году была обнаружена аномальная структура в реликтовом излучении, получившая название «ось зла», где были замечены признаки анизотропии.
«Согласно нашим наблюдениям, мы выявили значительные расхождения в скорости расширения различных регионов Вселенной, в зависимости от перспективы их рассмотрения. <…> Это открытие может идти вразрез с одним из ключевых постулатов современной космологии», — отмечает Геррит Шелленбергер, один из авторов нового исследования.
Команда провела анализ рентгеновского излучения, генерируемого 313 отобранных скоплений галактик (яркость рентгеновского излучения зависит от температуры газа в кластере и не связана с космологическими параметрами). Информация о 237 скоплениях была получена с использованием телескопа Chandra (NASA), а данные по оставшимся 76 – от рентгеновского телескопа XMM-Newton (ESA). Полученную выборку объединили с информацией от XMM-Newton и японско-американской обсерватории ASCA. В результате удалось собрать массив данных, включающий сведения о 842 кластерах.
Астрофизики, изучив рентгеновское излучение галактик, сопоставили его с данными о рентгеновской яркости, полученными другим способом, который учитывает скорость расширения Вселенной. Благодаря этому исследованию ученые смогли определить скорость расширения на всем небосводе и установить, что в различных направлениях от нас Вселенная расширяется с неодинаковой скоростью.
Авторы исследования объясняют полученные результаты двумя возможными вариантами развития событий: во-первых, крупные скопления галактик могут перемещаться совместно, причем это движение не связано с расширением Вселенной. Предполагается, что некоторые расположенные поблизости скопления притягиваются друг к другу под влиянием гравитации других кластеров. Такое согласованное движение может определять различные скорости расширения в разных направлениях. В случае, если кластеры обладают высокой скоростью, это может привести к неверной оценке их яркости.
Альтернативное объяснение может быть связано с тем, что Вселенная не расширяется с одинаковой скоростью во всех направлениях. Это связано с тем, что темная энергия, предположительно являющаяся силой, определяющей скорость расширения Вселенной, сама по себе не является однородной. Например, рентгеновские снимки могут продемонстрировать, что влияние темной энергии в отдельных областях космоса более выражено, чем в других, что приводит к различиям в скорости расширения.
«Если Вселенная неоднородна — даже если эта неоднородность возникла относительно недавно, в последние несколько миллиардов лет, — это повлечет за собой кардинальную переоценку существующих взглядов, поскольку нам необходимо будет принимать во внимание местоположение объектов на небесной сфере. Практически все расчеты, определяющие расстояния до наиболее удаленных объектов во Вселенной, базировались на предположении об однородности пространства. В случае подтверждения нашей гипотезы потребуется пересмотреть все предыдущие теории и сделанные выводы», — заключил Константинос Мигкас, астрофизик из Боннского университета.
Ранее новый метод измерения показал, что Вселенная расширяется медленнее, чем считалось.