Далекие галактические кластеры опровергли теорию «кекса с изюмом»
С момента Большого Взрыва 13,8 миллиардов лет назад Вселенная начала расширяться из точки во все стороны и до сих пор не может остановиться. Напротив, галактики и звезды разбегаются друг от друга все быстрее и быстрее. Поговаривают, что за ускорение отвечает таинственная темная энергия, пронизывающая космос. Однако на больших пространственных масштабах старания этой непознанной человечеством силы все равно проявляются одинаково.
Наблюдения Вселенной в микроволновом спектре, к которому относятся остатки Большого Взрыва, свидетельствуют об изотропном расширении материи. Ученым полюбилась модель кекса с изюмом. Самые большие скопления видимой части материи — галактические кластеры — ведут себя как изюминки в тесте, которое поставили в духовку. Тесто поднимается, а изюминки отдаляются друг от друга одинаково быстро и равномерно во всех направлениях.
Новое исследование ученых из Боннского университета в Германии, опубликованное в журнале Astronomy and Astrophysics, поставило под сомнение хлебобулочную модель в том виде, в каком она есть сейчас. Астрономы внимательно наблюдали за 842 скоплениями галактик, расположенных в 5 миллиардах световых лет от нашей планеты. С помощью трех телескопов ученые исследовали зависимость яркости рентгеновского излучения, идущего от галактик, от температуры газа, который это свечение вызвал. Чем горячее газ в галактическом кластере, тем ярче должно быть свечение.
Температуру межгалактического газа можно измерить без учета космологических констант, отвечающих за расширение материи. Чтобы наблюдаемая яркость излучения совпала с измеренной температурой газа, ученые вносили поправки, учитывающие убегание галактик друг от друга. Оказалось, что какие-то регионы отдалялись медленнее, другие — быстрее. Области, где Вселенная расширяется неизотропно удивительно точно совпали с областями, которые ранее уже обнаруживали другие ученые.
«Если мы действительно наткнулись на неравномерность расширения материи на дальних расстояниях, то можем много нового узнать о Вселенной, — поделился ведущий автор исследования Константинос Мигкас (Konstantinos Migkas), — Одно из наших предположений — сама темная энергия, отвечающая за скорость расширения Вселенной, распределена в космосе неоднородно. Если брать модель "кекса", то темная материя подобна включениям дрожжей. Дрожжи заставляют какие-то части кекса подниматься в духовке быстрее. На фоне практически нулевых знаний о темной материи факт ее неравномерного распределения по "тесту" Вселенной может пригодиться при разгадке ее многочисленных тайн».
Ученые не спешат категорично ставить точку в многолетнем споре. Есть еще две теории, логично объясняющие полученные результаты. Первая теория заключается в том, что гравитационное взаимодействие между галактиками в больших скоплениях заставляет их двигаться быстрее относительно друг друга. Такое наблюдали и раньше, но на масштабах, не превышающих 850 миллионов световых лет. Однако на расстояниях в миллиарды световых лет такого происходить не должно.
Другое возможное объяснение, не противоречащее общей теории относительности, — это проделки невидимых с Земли газопылевых облаков. Облака поглощают или рассеивают летящие через них фотоны, и информация искажается.
