Астрономы обнаружили возможное нарушение одного из главных принципов современной космологии - Интернет технологии.

Международная группа исследователей, проанализировавшая данные проекта DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument), пришла к выводу, что Вселенная на очень больших масштабах может быть устроена не так, как предполагает современная космология. Согласно результатам работы, распределение галактик сохраняет выраженную анизотропию даже на расстояниях порядка гигапарсеков, что противоречит одному из фундаментальных положений космологической модели — предположению о крупномасштабной изотропности Вселенной. Ранее в этом году проект DESI завершил крупнейшую программу наблюдений, в ходе которой была создана карта примерно 47 миллионов галактик, охватывающая около 11 миллиардов световых лет. Такой объем данных позволил учёным значительно подробнее изучить крупномасштабную структуру наблюдаемой Вселенной. Исследователи Франческо Силос Лабини и Марко Галоппо использовали эти данные для проверки одного из ключевых принципов современной космологии и получили результаты, которые ставят его под сомнение. На небольших космических масштабах неоднородность распределения вещества давно считается хорошо установленным фактом. Если рассматривать отдельные галактики или их группы, становится очевидно, что в разных направлениях пространство выглядит по-разному. В одном направлении могут преобладать огромные пустоты, тогда как в другом располагаются плотные скопления галактик. Такая неоднородность называется анизотропией. Однако космологический принцип утверждает, что по мере перехода к значительно большим масштабам эти локальные различия должны постепенно исчезать. В среднем материя должна быть распределена примерно одинаково во всех направлениях, а сама Вселенная должна выглядеть одинаково независимо от того, где находится наблюдатель. Это предположение основано на принципе Коперника, согласно которому во Вселенной не существует каких-либо привилегированных точек наблюдения. Авторы исследования приводят наглядную аналогию с тканью. Если рассматривать ее вблизи, хорошо заметны отдельные волокна и промежутки между ними. Однако при сильном удалении ткань выглядит однородной. Аналогичным образом предполагается, что космической паутины, состоящей из нитей, сверхскоплений и огромных пустот, должна сглаживаться при переходе к достаточно большим масштабам. Тем не менее вопрос о том, на каких именно расстояниях Вселенная становится статистически одинаковой во всех направлениях, уже давно остаётся предметом научных дискуссий. Наблюдения крупномасштабной структуры показывают существование сложной сети галактических нитей и областей повышенной концентрации галактик, а также огромных пустот, однако до сих пор не было единого мнения о том, на каких масштабах эта структура должна сглаживаться с увеличением масштаба. Исследования космического микроволнового фона в целом поддерживали космологический принцип, тогда как некоторые другие работы указывали на сохранение анизотропии на расстояниях от десятков до сотен мегапарсеков. При этом статистическая значимость подобных результатов оставалась предметом обсуждений. Авторы новой работы отмечают, что большинство предыдущих исследований в основном искали существование какого-либо выделенного направления во Вселенной. Вместо этого они применили иной подход, позволяющий оценить распределение материи сразу по расстояниям и углам. Для анализа использовалась статистическая методика Angular Distribution of Pairwise Distances (ADPD), которая измеряет направленные корреляции между парами галактик без введения дополнительных свободных параметров. Полученные результаты сравнивались с моделью, соответствующей ожидаемой изотропной Вселенной. Анализ показал, что распределение галактик в данных DESI сохраняет устойчивую анизотропную структуру вплоть до расстояний порядка гигапарсека. Это означает, что галактики оказываются сгруппированными сильнее, чем предсказывают существующие космологические модели, причём на масштабах, значительно превышающих исследованные ранее. Если предыдущие работы сообщали о возможных признаках анизотропии на расстояниях порядка мегапарсеков, то новое исследование показывает сохранение подобных особенностей на масштабах примерно в тысячу раз больше. По словам авторов, полученные результаты являются прямым свидетельством того, что направленная согласованность структуры Вселенной сохраняется на существенно больших расстояниях, чем допускает стандартная космологическая модель. Это ставит под сомнение предположение о крупномасштабной изотропности, которое лежит в основе современной космологии. При этом учёные подчёркивают, что работа имеет определённые ограничения. Исследование не позволяет определить физическую природу обнаруженной анизотропии и не исключает, что на ещё больших масштабах Вселенная все же окажется статистически изотропной. Для окончательных выводов потребуются дополнительные наблюдения и независимые проверки результатов. Если же существование такой крупномасштабной анизотропии подтвердится, это может потребовать пересмотра некоторых фундаментальных представлений о строении Вселенной. По мнению исследователей, подобные результаты открывают возможность изучения более общих космологических моделей, допускающих существование крупных неоднородностей, а также стимулируют поиск альтернативных механизмов формирования космических структур. Среди возможных направлений рассматриваются модели с самовзаимодействующей темной материей или влияние неоднородностей пространства-времени на эволюцию Вселенной. Исследование опубликовано в журнале Nature.