Открытие второй сверхкрупной структуры в далеком космосе бросает новый вызов нашему пониманию Вселенной

Открытие второй сверхкрупной структуры в далёкой Вселенной поставило под сомнение некоторые из основных предположений космологии.

Большое кольцо в небе находится на расстоянии 9,2 миллиарда световых лет от Земли. Его диаметр составляет около 1,3 миллиарда световых лет, а окружность — около 4 миллиардов световых лет. Если бы мы могли выйти на улицу и увидеть его напрямую, то для покрытия диаметра Большого кольца потребовалось бы около 15 полных лун.

Это вторая сверхкрупная структура, обнаруженная аспиранткой (Ph.D. student Университета Центрального Ланкашира (UCLan) Алексией Лопес (Alexia Lopez), которая два года назад также обнаружила Гигантскую дугу в небе.

Примечательно, что Большое кольцо и Гигантская дуга размером 3,3 миллиарда световых лет находятся в одном космологическом районе — они видны на одном и том же расстоянии, в одно и то же космическое время и они находятся на небе всего в 12 градусах друг от друга.

Алексия говорит: «Ни одна из этих двух сверхкрупных структур не поддается объяснению в рамках нашего нынешнего понимания Вселенной. Их сверхбольшие размеры, характерные формы и космологическая близость, несомненно, должны говорить нам о чём-то важном — но о чём именно?»

«Одна из возможностей заключается в том, что Большое кольцо может быть связано с барионными акустическими колебаниями (БАО) (Baryonic Acoustic Oscillations (BAOs)).

БАО возникают в результате колебаний в ранней Вселенной и сегодня должны проявляться, по крайней мере статистически, как сферические оболочки в расположении галактик. Однако детальный анализ Большого кольца показал, что оно не совсем совместимо с объяснением БАО: Большое кольцо слишком велико и не является сферическим».

Возможно, потребуются другие объяснения, отклоняющиеся от общепринятых представлений о космологии. Одним из возможных вариантов может быть другая теория — конформная циклическая космология (КЦК) (Conformal Cyclic Cosmology (CCC)), предложенная лауреатом Нобелевской премии сэром Роджером Пенроузом. Кольца во Вселенной могут быть сигналом CCC.

Другим объяснением может быть эффект прохождения космических струн. Космические струны — это нитевидные «топологические дефекты» огромного размера, которые могли возникнуть в ранней Вселенной. Другой лауреат Нобелевской премии, Джим Пиблз, недавно выдвинул гипотезу о том, что космические струны могли играть роль в возникновении некоторых других особенностей крупномасштабного распределения галактик.

Более того, Большое кольцо бросает вызов Космологическому принципу, как и Гигантская дуга ранее. А если Большое кольцо и Гигантская дуга вместе образуют еще более крупную структуру, то вызов Космологическому принципу становится еще более убедительным.

Такие крупные структуры — а есть и другие, обнаруженные другими космологами, — бросают вызов нашему представлению о том, как выглядит «средняя» область космического пространства. Они превышают предел размеров, который считается теоретически возможным/жизнеспособным и представляют собой потенциальный вызов Космологическому принципу.

Большое кольцо расположено вблизи 0 по оси х, его протяженность составляет от -650 до +650 по оси х (что эквивалентно 1,3 миллиарда световых лет).

Алексия сказала: «Космологический принцип предполагает, что та часть Вселенной, которую мы можем видеть, рассматривается как „точный образец“ того, какой, по нашим ожиданиям, должна быть остальная часть Вселенной».

«Когда мы рассматриваем Вселенную в большом масштабе, мы ожидаем, что материя будет равномерно распределена повсюду в пространстве, поэтому не должно быть заметных иррегулярностей/неравномерностей, превышающих определенный размер».

По расчетам космологов, современный теоретический предел размеров структур составляет 1,2 миллиарда световых лет, однако обе эти структуры гораздо больше — Гигантская дуга почти в три раза больше, а окружность Большого кольца сопоставима с длиной Гигантской дуги".

«Исходя из современных космологических теорий, мы не думали, что структуры такого масштаба возможны. Мы могли бы ожидать, что во всей наблюдаемой нами Вселенной будет только одна чрезвычайно крупная структура. Однако Большое кольцо и Гигантская дуга — это две огромные структуры, которые даже являются космологическими соседями, что необычайно увлекательно».

Большое Кольцо выглядит на небе почти идеальным кольцом, но дальнейший анализ Алексии показывает, что оно имеет скорее спиральную форму, похожую на штопор, который выровнен лицом к Земле.

Гигантская дуга, составляющая примерно 1/15 радиуса наблюдаемой вселенной, выглядит как огромный, почти симметричный полумесяц галактик в удаленной вселенной. Она вдвое больше поразительной Слоановской Великой стены галактик и скоплений, которая видна в относительно близкой части Вселенной.

«По данным космологов, текущий теоретический предел составляет 1,2 миллиарда световых лет, что делает Гигантскую дугу почти в три раза больше».

«Большое кольцо и Гигантская дуга находятся на одинаковом расстоянии от нас, вблизи созвездия Волопаса (constellation of Boötes the Herdsman), что означает, что они существовали в одно и то же космическое время, когда возраст Вселенной составлял лишь половину от ее нынешнего возраста», — прокомментировала Алексия. Они также находятся в одной и той же области неба, на расстоянии всего 12 градусов друг от друга при наблюдении за ночным небом".

«Выявление двух необычных сверхкрупных структур в такой тесной конфигурации повышает вероятность того, что вместе они образуют еще более необычную космологическую систему».

«Эти данные, которые мы рассматриваем, находятся так далеко, что для того, чтобы добраться до нас, потребовалась половина жизни Вселенной, так что они относятся к тому времени, когда Вселенная была примерно в 1,8 раза меньше, чем сейчас. Большое Кольцо и Гигантская Дуга, как по отдельности, так и вместе, представляют для нас большую космологическую загадку, поскольку мы работаем над пониманием Вселенной и ее развития».

Алексия вместе с консультантом доктором Роджером Клоузом (оба из Института Джеремайи Хоррокса при Калифорнийском университете) и сотрудником Джерардом Уиллигером из Университета Луисвилля (США) обнаружили новую структуру, изучая линии поглощения в спектрах квазаров из Слоановского цифрового обзора неба (Sloan Digital Sky Survey (SDSS)).

Используя тот же метод, который привел к открытию Гигантской дуги, они наблюдали за промежуточными системами поглощения магния-II (или MgII — это означает, что атом потерял электрон), подсвеченными квазарами, которые являются удаленными сверхсветящимися галактиками. Эти очень далекие и очень яркие квазары действуют как гигантские лампы, освещающие далекие, но гораздо более слабые галактики, которые в противном случае останутся незамеченными.

Алексия представила свои выводы о Большом кольце 10 января на 243-м заседании Американского астрономического общества (AAS).
 

Первоисточник: phys.org

Источник перевода: newsstreet.ru

Больше интересных статей, которые я не успеваю переводить, но которые можно почитать через онлайн-перевод, можно найти здесь: t.me/murrrzio