Согласно новому исследованию наша Вселенная может иметь не совсем обычную форму. Ученые предполагают, что она может быть ассиметричной, то есть не одинаковой во всех направлениях.
Существующая стандартная космологическая модель или модель Лямбда-CDM, которая описывает эволюцию и структуру Вселенной основывается на предположении, что она изотропна, то есть выглядит одинаково во всех направлениях и в среднем однородна в больших масштабах. Но несколько противоречий, то есть расхождений в данных, ставят под сомнение идею. Астрофизики представили исследование, посвященное одному из наиболее значительных противоречий, обнаруженных во Вселенной, которое называется космической дипольной аномалией. Ученые пришли к выводу, что она представляет собой серьезную проблему для стандартной космологической модели. Исследование опубликовано в журнале Reviews of Modern Physics, пишет ScienceAlert.
Что такое космическая дипольная аномалия, и почему она представляет собой проблему для описания космоса? Нужно начать с реликтового излучения, которое осталось от Большого взрыва. Это излучение является чрезвычайно однородным по всему космосу.
Поэтому астрофизики уверены в модели Вселенной, используя максимально симметричное описание пространства-времени в теории общей относительности Эйнштейна. Это симметричное описание Вселенной, где она выглядит одинаково везде и во всех направлениях, известно метрика Фридмана — Леметра — Робертсона — Уокера. Это значительно упрощает решение уравнений Эйнштейна и является основой для стандартной космологической модели.
Но существует несколько важных аномалий, включая проблему Хаббла. Она состоит в том, что значение скорости расширения Вселенной в ее ранней истории не совпадают со значением в более современном, а значит более ближнем, космосе. Космическая дипольная аномалия менее известное противоречие, но она имеет еще большее значение для понимания Вселенной, считают астрофизики.
Когда ученые выяснили, что реликтовое излучение является симметричным в больших масштабах, они обнаружили, что существуют вариации в этом излучении. Одна из наиболее значительных называется дипольной анизотропией реликтового излучения. Это наибольшая разница температур в реликтовом излучении, где одна часть космоса выглядит горячее, а вторая - холоднее.
Также существует предположение, что подобная вариация, или дипольная анизотропия наблюдается в распределении материи по всему космосу. Если предположение о симметричной Вселенной верно, то эта вариация в распределении материи должна напрямую определяться вариацией реликтового излучения.
Согласованность между вариациями в реликтовом излучении и в материи подтвердила бы правильность стандартной космологической модели. Разногласия напрямую поставили бы ее под сомнение. Но данные для проверки этого стали доступны лишь недавно. Исследование показывает, что вариация в материи не соответствует вариации в реликтовом излучении.
Таким образом, космическая дипольная аномалия становится серьезной проблемой для стандартной космологической модели. Это значит, что Вселенная может быть асимметричной, а значит, возможно, придется создавать новую модель эволюции и структуры космоса. Астрофизики считают, что для проверки полученных выводов необходимы дополнительные данные, которые они надеются получить в ближайшем будущем. По словам ученых, если их выводы верны, то это может полностью разрушить наше понимание Вселенной.
