Oleg А. Chagin (olegchagin) wrote,
Oleg А. Chagin
olegchagin

Categories:

Nature and nature's laws lay hid in night

Исследование, основанное на данных космических телескопов "Чандра" и XMM–Newton, показало, что Вселенная расширяется неравномерно во всех направлениях.

Результаты подготовлены для публикации в журнале Astronomy and Astrophysics и доступны на сайте препринтов arXiv.org.

Считается, что после Большого взрыва космос постоянно расширяется, а Вселенная, если смотреть на большие расстояния, в целом изотропна, то есть одинакова во всех направлениях. Однако новое исследование ставит под сомнение это фундаментальное свойство Вселенной.

Астрофизики из США и Германии проанализировали данные космической рентгеновской обсерватории "Чандра" НАСА и космического рентгеновского телескопа XMM–Newton Европейского космического агентства, полученные при наблюдении галактических кластеров — огромных скоплений галактик, удерживаемых вместе гравитацией. Эти самые большие структуры во Вселенной используются учеными для измерения ее важнейших параметров.

Метод, который использовали ученые, основан на связи между температурой горячего газа, проникающего в галактический кластер, и количеством рентгеновских лучей, которые он производит — рентгеновской светимостью кластера. В целом, чем выше температура газа в кластере, тем выше яркость рентгеновского излучения. Эта зависимость не обусловлена космологическими величинами, в том числе скоростью расширения Вселенной.

После того как авторы оценили яркость рентгеновских лучей галактических кластеров, используя эту технику, они сравнили их значения с рентгеновской яркостью, полученной с помощью другого метода, уже зависящего от скорости расширения Вселенной. Результаты позволили рассчитать скорости расширения по всему небу и оказалось, что в разных направлениях по отношению к нам Вселенная расширяется по–разному.

Исследователи предложили два возможных объяснения. Первое — то, что большие группы скоплений галактик могут двигаться вместе, но не из–за космического расширения, а под действием сил гравитации. Если движение достаточно быстрое, это может привести к ошибкам в оценке светимости каждого из кластеров.

Второе возможное объяснение состоит в том, что Вселенная на самом деле неодинакова в разных направлениях в силу того, что неоднородна темная энергия — таинственная сила, которая определяет расширение Вселенной.

"Было бы замечательно, если бы мы могли обнаружить, что темная энергия имеет разные значения в разных частях Вселенной, — говорит еще один автор исследования Томас Рейприх (Thomas Reiprich) из Боннского университета в Германии. — Однако для исключения других объяснений потребуется гораздо больше убедительных аргументов".

Любое из этих двух объяснений будет иметь значительные последствия для астрофизики. Многие исследования в области космологии, включая рентгеновские исследования скоплений галактик, предполагают, что Вселенная изотропна и что взаимозависимые движения на больших расстояниях пренебрежимо малы по сравнению с космическим расширением. Теперь же все эти результаты ставятся под сомнение.

Более ранние измерения, основанные на оптических наблюдениях взорвавшихся звезд и инфракрасных исследованиях галактик, не давали однозначного ответа на вопрос об изотропности Вселенной. В новом исследовании ученые сосредоточились на анализе рентгеновских данных.

В ходе анализа авторы обнаружили, что рентгеновские данные, полученные при наблюдении сотен галактических кластеров, существенно различаются в зависимости от способа наблюдения.

"Основываясь на наших кластерных наблюдениях, мы нашли различия в скорости расширения Вселенной в зависимости от того, как мы на нее смотрим, — приводятся в пресс–релизе НАСА слова одного из авторов исследования Геррита Шелленбергера (Gerrit Schellenberger) из Гарвард–Смитсоновского центра астрофизики в Кембридже (штат Массачусетс, США). — Это противоречит одному из основных предположений, которые мы используем сегодня в космологии".

PS: вспомнился перевод Маршака:

Был этот мир глубокой тьмой окутан.

Да будет свет! И вот явился Ньютон.

Nature and nature's laws lay hid in night;

God said "Let Newton be" and all was light.

(Эпитафия Александра Поупа)

(Alexander Pope, 1688–1744, XVIII век)

Но сатана недолго ждал реванша.

Пришёл Эйнштейн — и стало всё, как раньше.

It did not last; the devil howling

"Ho! Let Einstein be!" restored the status quo.

(Эпиграмма Джона Сквайра)

(Sir John Collins Squire, 1884–1958, XX век)

https://arxiv.org/abs/2004.03305

Subscribe
Comments for this post were disabled by the author