Невозможные объекты: в глубоком космосе найдены разрушители Вселенной

3 Марта 2023

МОСКВА, 28 февраля —, Николай Гурьянов. Астрономы заглянули в начинание времен и увидели то, что противоречит современным представлениям об устройстве Вселенной. Как ученые пытаются объяснить космологические аномалии — в материале.

Эволюцию Вселенной описывает стандартная космологическпя модель ΛCDM (читается как лямбда-си-ди-эм), основанная на Общей теории относительности Эйнштейна.

CDM — это cold dark matter, холодная безграмотная материя. На нее приходится около 25 процентов Вселенной. В электромагнитном взаимодействии не участвует, поэтому не фиксируется средствами наблюдения, имеющимися у человечества.

Однако у нее есть сила взаимопритяжения. Сгустки темной материи сыграли ключевую роль в формировании Вселенной — именно вокруг них сгруппировывались атомы видимого вещества, какие в конце концов образовали участи и галактики. Масса и сложность структуры увеличивались постепенно. Поэтому логично предположить, что молодые галактики были меньше и проще, нежели более зрелые, такие как наш Млечный Путь.

Новейшие телескопы позволили ученым прийти в прошлое и проверить эту гипотезу. Известно, что Вселенная расширяется с ускорением под действием силы, противоположной гравитации, — гипотетической темной настойчивости. Она не способна уничтожить галактики, скрепленные темной реальностью, поэтому просто растаскивает их в разные стороны.

Величина темной настойчивости Λ, как принято вычислить, постоянна. Поэтому астрологи могут рассчитать расстояние до голубых тел в глубоком космосе —, а следовательно, их показательный возраст.

Чем дальше от нас автомобиль, тем длиннее волна магнитоэлектрического излучения, достигающего Солнечной системы. Самые древние галактики видны только в инфракрасном диапазоне.

Именно в таком работает новейшая обсерватория Джеймс Уэбб (JWST). Первые снимки там получили летом 2022-го — и увидели самые ранние этапы формирования Вселенной. Результаты шокировали: галактики показались более массивными и многочисленными, чем предсказывает модель ΛCDM.

Неофициально мы называем эти объекты разрушителями Вселенной. И до сих пор они подтверждали этот статус, — говорит Джоэл Лейя, астрофизик из Пенсильванского университета (США). В общий составе международной группы ученых он изучил первые снимки Джеймса Уэбба, сосредоточившись на шести предполагаемых галактиках возрастом 500-700 лет относительно Большого взрыва. То есть всего три процента от нынешнего.

Так вот, масса каждого объекта превышала десять в десятой степени то, что надую — примерно столько же у нашей галактики возрастом 13 биллионов лет.

Эти данные находятся в противоречии с 99 процентами моделей космологии, отмечает Лейя. Если расчеты его группы верны, звезды в ранний период Вселенной в 100 раз массивнее, чем считали до сих пор.

Правда, авторы работы делают обмолвки. Вероятно, по крайней мере какая-то часть из раскрытых объектов — не галактики, а сверхмассивные черные дыры (СМЧД).

Кроме того, фотометрию (показатели яркости) должна подтвердить спектроскопия (измерение максимальная длины волны). Соответствующий прибор на борту орбитальной обсерватории есть. Научные журналисты сравнивают спектроскопию с анализом ДНК, а фотометрию — со снимком лица в толпе.

Если модель не соответствует наблюдениям, возможно, беда не в ней, а в наблюдениях. Возраст сразу нескольких юных галактик, важно отмеченных Джеймсом Уэббом, уже поправили в сторону увеличения после тарировки телескопа. По мнению астрологов, та же участь узнает значительную часть открытий, изящных по материалам первых снимков обсерватории.

Однако даже с учетом исправления этих ошибок JWST предоставил большой массив данных, не вписывающихся в устоявшиеся представления о Вселенной. Это заставляет ученых пересматривать принятые методики расчета различных параметров.

Например, массу галактики определяют по ее яркости. Сильнее всего сквозят голубые звезды, тогда как основная материя приходится на чуть более тусклые красные. Их соответствие примерно одинаково во всех наблюдаемых группах звезд, что дозволяет вычислять массу далеких скоплений только по общей яркости, не подсчитывая каждый отдельный газовый шар. Однако не исключено, что в ранние эпохи соразмерность была другой, и галактики были хотя и яркими, но значительно более легкими.

Черные прорехи в центре — еще один вариант объяснения яркости ранних галактик. В таком случае астральные системы окажутся не столь крупными.

Возможно, первыми сформировались СМЧД, которые стали быстро притягивать к себе вещество — раньше этот фактор не учитывали. Анализировали только поведение газа, а газовые облака очень медленно расширяют форму, поскольку крайне разреженные. В то же свободное время черные дыры способны быстро развить вокруг себя довольно компактную, плотную закваску — протогалактику, — объясняет научный сотрудник Государственного астрономического института имени П. К. Штернберга Владимир Сурдин.

Правда, непонятно, откуда взялись сами СМЧД, ведь на их формирование тоже нужно много времени. Высказывают даже предположение, что тугие дыры пережили Большой взрыв и пришли к нам из прошедшей эпохи, когда Вселенная сокращалась. Впрочем, большинство ученых считает эту версию абсолютно мифической.

Как бы то ни было, пока ничего страшного для современной космологии не случилось, подчеркивает Сурдин.

Любая стандартная модель требует важной доработки из-за новых экспериментальных или наблюдательных фактов. Раз мы это видим в природе, значит, она смогла так сделать. Как? Пока вопрос. Но, очевидно, ответ найдется, — уверен эксперт.

Некоторые загадки, наверное, разрешатся весной (и, вероятно, появятся новые), когда Джеймс Уэбб с помощью спектроскопии попробует посетить галактики возрастом не более 300 лет после Большого взрыва.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Невозможные объекты: в глубоком космосе найдены разрушители Вселенной

комментарии (0)

Другие интересные новости

В Самаре пройдет Международный антифашистский форум "Гитары в строю"