У Всесвіті відбувається щось незрозуміле: відкриття вказує на нову фізику.

Астрономи провели детальний аналіз нещодавно отриманих даних про Всесвіт, зокрема, що стосується його крупномасштабних структур, таких як скупчення галактик. В результаті були виявлені невідповідності у формуванні космічних структур у Всесвіті, що натякає на існування нової фізики. Дослідження опубліковане в журналі Physical Review Letters, пише Phys.

Спостереження за Всесвітом не відповідають основній моделі космосу

Стандартна космологічна модель Лямбда-CDM описує розвиток Всесвіту протягом 13,8 мільярдів років його історії, а також розширення космосу і структуру Всесвіту. Стандартна модель включає холодну темну матерію, звичайну матерію, випромінювання, а також космологічну постійну – темну енергію. Остання вважається незмінною з плином часу та відповідає за прискорене розширення Всесвіту.

Стандартна космологічна модель успішно пояснює багато спостережень за космосом, включаючи крупномасштабну структуру Всесвіту. Але вона не може пояснити космічну інфляцію, тобто період первинного розширення Всесвіту відразу після Великого вибуху, природу темної енергії та темної матерії.

Нещодавні спостереження за космосом показали, що існують аномальні явища, які не узгоджуються з моделлю Лямбда-CDM. Автори нового дослідження вирішили встановити, чи дійсно ці дані вказують на існування нової фізики.

Нові дані показали невідповідність між прямими та непрямими вимірюваннями швидкості розширення Всесвіту, невідповідність між прямими та непрямими вимірюваннями накопичення матерії для формування крупномасштабних структур, а також ознаки того, що темна енергія не є сталою протягом тривалих періодів історії космосу.

Аналіз даних показав, що зростання космічних крупномасштабних структур відбувається повільніше, ніж передбачає стандартна космологічна модель. Водночас астрономи не виявили доказів того, що темна енергія може змінюватися з часом, отже, вона все ж є космологічною сталою.

Що стосується швидкості розширення Всесвіту, то вона не узгоджується з даними спостережень у локальному космосі, тобто на дуже великих відстанях вона інша.

У Всесвіті, можливо, існує нова фізика

За словами астрономів, однією з найбільших проблем виявилося виявлення повільнішого зростання космічних структур у пізньому Всесвіті в порівнянні зі зростанням у ранньому Всесвіті. Навіть наявність змін у темній енергії не може цього пояснити, хоча вчені, як вже було сказано вище, вважають, що цих змін немає.

Те, що сповільнене зростання космічних структур є випадковістю, має дуже невеликі шанси – приблизно 1 до 300 000. Це означає, що у Всесвіті відбувається щось незрозуміле, і це може бути ознакою існування нової фізики, кажуть автори дослідження.

Можливо, це пов'язано з таємничою природою темної матерії, яка може складатися з гіпотетичних частинок аксіонів, або ж природою темної матерії, яка якимось чином взаємодіє сама з собою або з звичайною матерією не лише за допомогою гравітації. Астрономи вважають, що це могло б пояснити сповільнене зростання масштабних космічних структур.

Результати дослідження кидають виклик поточному розумінню формування всієї космічної структури і, зокрема, стандартної космологічної моделі. Астрономи стверджують, що потрібні нові дані, які могли б прояснити ситуацію і показати, чи потрібно змінювати уявлення про крупномасштабні структури у Всесвіті.