Модель Космологии Стандартная (Lambda CDM) наилучшим образом согласуется с астрофизическими и космологическими наблюдениями.
В течение многих лет пытались выяснить, как эти частицы способствовали образованию космических объектов и структур, таких как кластеры и суперкластеры галактик. Новое исследование указывает на то, что виной всему являются так называемые… квантовые флуктуации.
(Не)гауссовские квантовые флуктуации
Квантовые флуктуации — случайные, непредсказуемые и временные изменения свойств частиц и физических систем на квантовом уровне.
Космологическая модель указывает на то, что первоначальные колебания плотности Вселенной подчиняются гауссовским распределениям, образуя колокольчатую кривую — гауссову кривую.
В работе, недавно опубликованной в журнале Учёные из Института Нильса Бора, Автономного университета Мадрида и Парижского университета CNRS изучили возможность того, что квантовые флуктуации вызывают негауссовы экспоненциальные хвосты распределения.
Исключения из правила
Экспоненциальные хвосты, определяющие структуру Вселенной, ранее исследовались в связи с образованием первичных чёрных дыр.
В новом исследовании отмечается, что могут играть ключевую роль в образовании крупномасштабных структур и указывают на решение других проблем, связанных с моделью Lambda CDM. Не расширяя ее, поскольку она уже содержит необходимые ингредиенты для объяснения этих аномальных наблюдений. Хосе Мария Эскиага, один из исследователей, проводивших исследование, сказал:
«Вопрос о формировании структур во Вселенной – один из самых давних. С начала 1980-х годов этот вопрос приобрел новое измерение: ученые осознали невероятную связь между малыми и большими масштабами, где квантовые флуктуации ранней Вселенной растягиваются космической инфляцией, приводя к образованию галактик и крупномасштабных структур. «.
От квантовых колебаний до разрушения небесных тел.
Учёные исследовали влияние этого механизма на распад более массивных структур, например, ореолов темной материи, из которых позднее формируются галактики и скопления галактик.
После расчета некоторых базовых параметров и предположения о негармонических экспоненциальных хвостах команда установила: первобытная квантовая диффузия может привести к увеличению числа крупных скоплений галактик за счет истощения ореолов темной материи.
Следующий важный шаг — полная проверка предсказаний модели экспериментальными данными. Новые наблюдения с помощью космического телескопа Джеймса Уэбба согласуются с теоретическими предсказаниями исследования. Полное понимание классификации и подтверждение неожиданных популяций потребует дальнейших данных от астрономов.