Ученые нашли разгадку одной из тайн, связанных со скоростью расширения Вселенной - «Наука и технологии»

Земля, Солнечная система, Млечный Путь и несколько тысяч самых близких к нам галактик находятся в своего рода "пузыре", области пространства, диаметром около 250 миллионов световых лет, внутри которой плотность материи в два раза ниже, чем в остальной части нашей Вселенной. Это предположение было выдвинуто Лукасом Ломбризером (Lucas Lombriser), профессором теоретической физики из Женевского университета (University of Geneva, UNIGE), и оно, это предположение, является решением загадки, в течение десятилетия разделявшей научное сообщество на два лагеря. Эта загадка, в свою очередь, связана с ответом на вопрос "с какой скоростью расширяется Вселенная?", и два независимых метода, использовавшиеся для определения этой скорости, дали два результата, значения которых отличались приблизительно на 10 процентов, на величину, достаточную для возникновения сильных противоречий.

Вселенная начала расширяться сразу после Большого Взрыва, который произошел около 13.8 миллиардов лет назад. Это предположение было сначала выдвинуто бельгийским физиком Жоржем Леметром (Georges Lemaitre) и подтверждено американским астрономом Эдвином Хабблом (Edwin Hubble) в 1929 году, который показал, что большинство наиболее удаленных от нас галактик перемещается с большей скоростью, чем надо. Связанные с этим наблюдением расчеты показали, что все наблюдаемые галактики были изначально расположены в одной точке пространства, которая соответствует месту Большого Взрыва. Эти исследования дали миру закон Хаббла-Леметра и так называемую постоянную Хаббла (H0), значение которой является скоростью расширения Вселенной.
За все время значение H0 постоянно уточнялось и сейчас оно равно приблизительно 70 км/с на мегапарсек. Однако, как уже упоминалось выше, существуют два независимых метода измерения H0, которые дают противоречивые результаты.

Первый метод основан на анализе реликтового космического микроволнового фона. Этот фон - микроволновое излучение, которое пронизывает все пространство Вселенной, которое является "остывшим" светом, излученным в момент спустя 370 тысяч лет от Большого Взрыва. При помощи массива данных, собранных аппаратом миссии Planck, и учитывая то, что Вселенная является гомогенной и изотропной, при помощи формул и уравнений теории Эйнштейна было получено значение H0, равное 67,4.

Второй метод основан на наблюдениях за взрывами сверхновых, которые эпизодически происходят в соседних галактиках. Эти "яркие" космические катаклизмы позволяют определить расстояния с очень высокой точностью, что было использовано для вычислений H0, которые дали результат, равный 74.

"Оба значения постоянно уточнялись, сохраняя свою противоречивую разницу. Эта разница разделила научное сообщество на два лагеря и стала причиной появления ряда теорий, некоторые из которых указывают на присутствие и влияние какой-то неизвестной пока нам "новой физики"" - рассказывает Лукас Ломбризер, - "Однако объяснение этого факта может быть очень простым и исключить "новую физику", если предположить, что Вселенная не столь гомогенна, как было принято считать ранее. Другими словами, материя во Вселенной может быть распределена неравномерно и образовывать области с пониженной и повышенной ее концентрацией".

"Если мы находимся внутри гигантского пузыря с плотностью материи гораздо ниже плотности во всей остальной части Вселенной, это окажет влияние на точность измерения расстояний методом сверхновых и, естественно, на точность определения значения константы H0" - поясняет свое предположение Лукас Ломбризер.

Все, что необходимо для того, чтобы объяснить разницу в значениях H0, получаемых двумя методами, это то, что размеры этого "пузыря Хаббла" были достаточно большими, чтобы включить в себя нашу галактику и галактику, сверхновые в которой используются для измерения расстояний. Принимая размер этого пузыря в 250 миллионов световых лет и в два раза меньшую плотность материи в нем, Лукас Ломбризер вычислил, что значения H0, полученные при помощи анализа микроволнового фона и метода измерения расстояний, практически совпадают.

"Просчитанная мною вероятность существования колебаний плотности материи в таких масштабах имеет такое значение, которое указывает на то, что все это реально, а не является лишь теоретической "фантазией"" - рассказывает Лукас Ломбризер, - "И на бескрайних просторах Вселенной может существовать еще множество подобных областей".