Международное исследование 25 миллионов галактик выявило разницу в измерении плотности Вселенной, показателя S8. Расчеты по космическому микроволновому фону предсказывают значение S8 равным 0,83, а новые оценки показывают значение 0,776. Это означает, что Вселенная менее плотная, чем предполагалось раньше, и может оспаривать стандартную модель космологии.
Стандартная космологическая модель утверждает, что Вселенная увеличивалась в объёме под влиянием неизвестной силы, называемой темной энергией, спустя несколько миллионов лет после Большого взрыва. Во время расширения обычная материя концентрировалась вокруг скоплений темной материи, что способствовало формированию галактик и скоплений галактик. На данный момент Вселенная состоит на 5% из обычной материи (преимущественно водорода и гелия), на 25% из темной материи, на 70% из темной энергии и небольшого количества фотонов.
Как обычная материя собирается вокруг темной, определяет параметр S8. Этот показатель характеризует «комковатость» нашей Вселенной — переменную величину, которая может влиять на скорость ее расширения (постоянная Хаббла). Значение S8 можно вычислить по Стандартной космологической модели, соотнеся её с особенностями космического микроволнового фона — остаточного излучения от Большого взрыва. С помощью этой методики получена оценка S8 равна 0,83.
Данное значение не совпадает с результатами, полученными новой группой исследователей и другими командами.
Разница между двумя значениями может привести к новому большому космологическому разногласию, известному как «напряжение S8», подобно «напряжению Хаббла».
В новом исследовании специалисты Принстонского университета дополнили свои измерения данными, предоставленными международными астрономами. . «Мы стремимся измерить ключевые характеристики нашего космоса. — разъяснил соавтор исследования Рухи Далал в блоге Принстона.
Значение S8 ниже, чем в Стандартной модели.
Темная энергия и темная материя составляют большую часть Вселенной, но о них известно мало. Установить их существование можно лишь по искажению света от далеких галактик, вызванному гравитационным линзированием. Изменение незначительно при наблюдении за одной галактикой, но становится заметным при анализе миллионов. Авторы нового исследования использовали камеру Hyper Suprime-Cam и японский телескоп Subaru для наблюдения за 25 миллионами галактик.
Проанализировав результаты без предварительных сведений о них (чтобы исключить предвзятость), исследователи получили значение S8, равное 0,776. Это значение подтвердили расчеты групп японских и тайваньских астрономов, участвующих в исследовании, а также расчёты Dark Energy Survey и Kilo-Degree Survey.
«В научном мире усиливается понимание о том, что наблюдается расхождение между данными о плотности ранней Вселенной (по данным реликтового излучения) и данными об возрасте галактик 9 миллиардов лет назад. — заявил Арун Каннавиди из Принстонского университета, один из авторов исследования.
Несмотря на кажущуюся незначительность различий между двумя значениями, подтверждение их другими группами, вероятно, исключает случайность. Не утверждаем, что современная космология категорически неверна. Статистические данные указывают на одну вероятность случайности к двадцати, что внушает доверие, однако не является неопровержимым доказательством. Руководитель исследования Майкл Штраус из Принстонского университета высказался так.
Возможно, ошибка неизвестного происхождения повлияла на оценку одного из двух измерений, или же стандартная космологическая модель недостаточно полна и объективна. В таком случае её нужно пересмотреть.
Исследователи планируют проверить гипотезу, меняя параметры, например количество темной материи и энергии во Вселенной. Более мощные инструменты, такие как телескоп в обсерватории Vera C. Rubin в Чили и космический телескоп Nancy Grace, появятся в 2025 и 2027 годах соответственно, для поддержки будущих исследований.