RW Space

Что если Земля, Млечный Путь и все галактики рядом с нами заключены в относительно пустой пузырь? Этот сценарий может решить некоторые давние загадки природы Вселенной.

С нашей точки зрения, Вселенная может показаться относительно спокойным и статичным местом. Но астрономические наблюдения за прошедшее столетие показали, что она расширяется все более быстрыми темпами.

Мало того, что Вселенная раздувается — сама по себе недоуменная реальность, — но ученые также годами боролись за то, чтобы согласовать различные оценки скорости расширения наших космических границ.

Эта скорость известна как постоянная Хаббла, названная в честь астронома Эдвина Хаббла, и ученые считают, что она вызвана таинственными явлениями, называемыми темной материей и темной энергией.

Например, данные, полученные спутником Планка Европейского космического агентства, показывают постоянную частоту около 67,4 км/с на каждый миллион парсек (один парсек равен 3,26 световых года). Этот результат основан на измерениях космического микроволнового фона, самого старого наблюдаемого света во Вселенной. Но когда ученые используют измерения расстояний до сверхновых, которые значительно моложе CMB, результатом является более быстрое расширение — 73,5 км/с на миллион парсек.

Один из ответов может заключаться в том, что мы живем в местном «пузыре Хаббла», гигантской области в космосе, которая сравнительно менее плотна, чем остальная часть Вселенной, утверждает Лукас Ломбрайзер, физик-теоретик из Женевского университета.

Эта гипотеза существует более двух десятилетий, но Ломбрайзер основывался на предыдущих исследованиях, ограничивая возможные размеры и характеристики этого пузыря в статье, опубликованной в апрельском выпуске журнала Physics Letters B.

Ломбрайзер утверждает, что нет необходимости изобретать новую физику для объяснения расхождений между двумя константами Хаббла. Разница может быть вызвана переоценкой того, насколько плотен наш угол Вселенной относительно средней космической плотности вещества.

«Мы знаем, что близлежащая Вселенная сильно неоднородна», — пояснил Ломбрайзер. «Плотность частиц в Земле, в атмосфере или в пространстве между Землей и Луной или Солнцем очень различна».

Даже в гораздо больших масштабах такие изменения плотности возможны. В своей статье Ломбрайзер предполагает, что мы можем находиться в относительно пустой области, которая простирается вдоль радиуса 40 мегапарсек (примерно 125 миллионов световых лет) или общего диаметра 250 миллионов световых лет.

«Чтобы создать местную неплотную область, предполагаемую в моей статье, нам не нужно ничего особенного», — сказал Ломбрайзер. «Такие области относительно часто встречаются в космосе в стандартной космологической теории».

Если этот пузырь содержит примерно вдвое меньше вещества, чем в среднем во Вселенной, это может объяснить, почему мы продолжаем получать разные результаты для постоянной Хаббла. Ученые вычислили расстояния до сверхновых, чтобы оценить скорость расширения Вселенной, но эти цифры могут быть немного искажены, если мы переоценили количество вещества в наших окрестностях.

Поскольку значение, предоставленное спутником Планка, основано на наблюдениях микроволнового фона, действительно древнего источника излучения, он является более надежным источником общей скорости расширения.

Это все еще гипотеза, и потребуется больше моделей и наблюдений, чтобы определить, могут ли неравномерное распределение вещества по всей Вселенной объяснить несогласованность между наблюдаемыми константами Хаббла.

Новые области науки, такие как гравитационно-волновая астрономия, изучающая пульсации в ткани пространства-времени, могут помочь раскрыть тайну.