Скорость, которой не должно быть: Солнечная система летит сквозь Вселенную с рекордным разгоном

Исследование немецких астрофизиков заставило учёных по-новому взглянуть на движение нашей планетарной системы. Оказалось, что Солнечная система мчится по Вселенной почти в четыре раза быстрее, чем считалось ранее. Эта неожиданная гипотеза, опубликованная в Physical Review Letters, может поставить под сомнение основы современной космологии.

Неожиданный поворот в данных

Группа исследователей под руководством Лукаса Бома из Университета Билефельда использовала крупнейшие радиотелескопы Европы, чтобы уточнить, как именно движется Солнечная система в пространстве. Для анализа применялись данные сети LOFAR (Low Frequency Array), а также сведения из двух других радионаблюдений.

Учёные сосредоточились на радиогалактиках — объектах, испускающих мощные радиоволны. Если наша система движется, то в направлении её движения таких галактик должно быть чуть больше, чем в противоположном. Разница крайне мала, но чувствительные приёмники LOFAR позволили зафиксировать даже такие микроскопические отклонения.

Результаты ошеломили специалистов: анизотропия, то есть неравномерность распределения радиогалактик по направлениям, оказалась в 3,7 раза выше, чем допускает Стандартная модель Вселенной.

Что это значит для космологии

Стандартная космологическая модель (ΛCDM) описывает эволюцию пространства от момента Большого взрыва и предполагает, что в масштабах миллиардов световых лет материя распределена почти равномерно. Новые данные ставят это представление под сомнение.

"Если наша Солнечная система действительно движется так быстро, мы должны поставить под сомнение фундаментальные предположения о крупномасштабной структуре Вселенной. В качестве альтернативы распределение радиогалактик может быть менее равномерным, чем мы думали. В любом случае, наши текущие модели подвергаются испытанию", — отметил астрофизик Доминик Дж.

Сравнение подходов

Как учёные пришли к выводу

1. Сначала были собраны наблюдения более чем 1,5 миллиона радиогалактик.

2. Затем данные прошли статистическую фильтрацию с использованием нового алгоритма анализа анизотропии.

3. Полученные значения были сопоставлены с результатами микроволновых измерений космического фона.

4. Разница между ожидаемыми и фактическими показателями достигла 370%, что невозможно объяснить случайной ошибкой.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

Ошибка: считать, что микроволновой фон полностью определяет движение Солнечной системы.
Последствие: заниженная оценка скорости, недооценка влияния радиогалактик.
Альтернатива: объединённый анализ радиоисточников и космического микроволнового излучения с применением многоуровневых моделей, например, с использованием платформы SKA (Square Kilometre Array).

А что если Вселенная не такая однородная

Если гипотеза подтвердится, это значит, что в структуре космоса могут существовать огромные анизотропные области, которые нарушают принцип космологической изотропии. Возможны новые сценарии, где плотность материи варьируется на масштабах, ранее считавшихся стабильными.

Некоторые астрофизики считают, что наблюдаемая разница может быть связана с гравитационными волнами или крупномасштабными потоками вещества, о которых человечество пока знает слишком мало.

Плюсы и минусы гипотезы

FAQ

Как измеряют скорость Солнечной системы?
Астрономы используют космический микроволновый фон и распределение радиогалактик, сравнивая, где наблюдается избыточное излучение — по направлению движения или против него.

Можно ли проверить результаты исследования?
Да, при помощи более мощных телескопов, таких как SKA и VLA, которые будут способны наблюдать миллиарды радиогалактик с большей точностью.

Что изменится в понимании Вселенной, если гипотеза подтвердится?
Учёным придётся пересмотреть концепцию однородности космоса и, возможно, уточнить саму модель Большого взрыва.

Мифы и правда

• Миф: скорость движения Солнечной системы точно известна.
  Правда: измерения основаны на разных типах наблюдений, и новые данные показывают, что она может быть сильно недооценена.

• Миф: Вселенная полностью однородна.
  Правда: на больших масштабах могут существовать регионы с иной плотностью материи.

• Миф: современные модели полностью объясняют наблюдаемые явления.
  Правда: даже признанные теории требуют постоянной проверки.

Три интересных факта

1. Радиогалактики часто находятся на расстоянии в миллиарды световых лет, и их сигнал доходит до Земли спустя эпохи.

2. LOFAR состоит из более 50 тысяч антенн, соединённых в сеть по всей Европе.

3. Данные радионаблюдений позволяют не только измерять движение, но и отслеживать эволюцию галактик.

Идея о движении Солнечной системы появилась ещё в XIX веке, когда учёные пытались определить направление звёздных потоков. Позднее, с запуском спутников COBE, WMAP и Planck, появилась возможность измерить космический микроволновый фон. Но только с развитием радиоинтерферометрии стало возможным сопоставлять эти данные с наблюдениями радиогалактик.

Если гипотеза Лукаса Бома подтвердится, то нас ждёт самый крупный пересмотр космологических основ со времён открытия расширения Вселенной.