Недавнее исследование астрофизиков предлагает альтернативное объяснение формирования первых структур во Вселенной. Согласно этой гипотезе, гравитационные волны, возникшие в ранней Вселенной, могли заложить основу для образования звёзд, галактик и крупнейшей космической структуры — космической паутины.
Космологи предполагают, что на самых ранних этапах своего существования Вселенная пережила период сверхбыстрого расширения, известный как инфляция. За доли секунды она увеличилась в 10^60 раз, что стало возможным благодаря квантовому полю, называемому инфлатоном.
Инфляция не только увеличила размеры Вселенной, но и "заморозила" квантовые флуктуации, превратив их в семена будущих структур. Со временем эти флуктуации усиливались, формируя звезды, галактики и космическую паутину.
Несмотря на успех инфляционной теории, остаются нерешённые вопросы: что такое инфлатон, почему он появился и почему исчез? Учитывая эти пробелы, астрофизики предлагают модель, в которой первые структуры формируются без участия инфлатона.
В новой гипотезе Вселенная расширялась ускоренно, подобно современному расширению, вызванному тёмной энергией. В этой расширяющейся среде квантовая пена, мельчайшие флуктуации пространства-времени, порождала гравитационные волны. Эти волны взаимодействовали друг с другом, усиливались и оставляли следы в пространстве, которые совпадают с наблюдаемыми структурами.
Космический микроволновый фон (КМФ), остаточное излучение от ранней Вселенной, содержит слабые следы процессов, происходивших на её заре. В КМФ учёные наблюдают узоры, соответствующие сценарию, где гравитационные волны способствовали формированию структур. Эти отпечатки подтверждают, что гравитационные волны могли играть роль, аналогичную инфлатону.
Хотя новая модель описывает схожий процесс формирования структур, она имеет важные отличия. Гравитационные волны создают чуть иные узоры в микроволновом фоне. Следующим шагом станет проверка наблюдений, чтобы определить, насколько эта гипотеза соответствует реальности.
Если гипотеза подтвердится, это радикально изменит понимание ранней Вселенной. Модель без инфлатона упрощает объяснение зарождения структур, исключая необходимость введения нового, гипотетического поля. Это открытие может стать важным шагом в изучении космологии и происхождения Вселенной.
Гала́ктика (др.-греч. γᾰλαξίας "Млечный Путь" от др.-греч. γάλα, γάλακτος "молоко") — гравитационно связанная система из звёзд, звёздных скоплений, межзвёздного газа и пыли, тёмной материи, планет.