Космологический принцип: Большое кольцо во Вселенной таит в себе загадку

Недавно открытое Большое кольцо галактик имеет диаметр 1,3 миллиарда световых лет. Но по космологическому принципу его вообще не должно быть.

Оно должно находиться левее созвездия Большой Медведицы: исследователи нашли Большое кольцо галактик в далекой Вселенной. Структура диаметром 1,3 миллиарда световых лет настолько огромна, что ее даже не должно быть.

Наша Вселенная изотропна и однородна согласно космологическому принципу. Это означает, что она всегда выглядит одинаковой, независимо от направления наблюдения и точки зрения — в больших масштабах материя в пространстве распределена равномерно. Поэтому не должно быть никаких структур размером более 1,2 миллиарда световых лет. Однако недавнее открытие ставит космологический принцип под сомнение: как заявила на конференции Алексия Лопес из британского университета Центрального Ланкашира, она и ее коллеги обнаружили во Вселенной своего рода большое кольцо галактик, диаметр которого составляет около 1,3 миллиарда световых лет. Результаты еще не опубликованы в специализированной прессе и не прошли независимую экспертизу.

Это «Большое кольцо» (англ. «Big Ring») находится в созвездии Волопаса. Согласно анализу ученых, кольцо представляет собой не идеальный круг, а скорее спиралевидную форму. Большое кольцо мы не видим, потому что оно слишком тусклое, но его диаметр в 1,3 миллиарда световых лет соответствовал бы диаметру 15 полных лун на нашем небе.

Несколько лет назад Алексия Лопес и ее коллеги обнаружили в космосе еще одну гигантскую структуру очень близко к этому Большому кольцу — Гигантскую арку галактик протяженностью 3,3 миллиарда световых лет. По словам Лопес, обе структуры находятся на небе на расстоянии всего 12 градусов друг от друга в небе и имеют одинаковое красное смещение, равное примерно 0,8. Это означает, что Большое кольцо и Гигантская арка сейчас находятся на расстоянии около 9,2 миллиардов световых лет от Земли и, следовательно, излучали свой свет, когда Вселенная была примерно вдвое моложе, чем сегодня.

На этой иллюстрации показаны Большое кольцо (синим) и Гигантская арка (красным). Это огромные структуры из галактик в космосе. Большое кольцо имеет диаметр около 1,3 миллиарда световых лет. Открытия ставят проблему перед космологическим принципом, согласно которому, материя во Вселенной должна быть примерно равномерно распределена в таких масштабах.

Ни недавно открытое Большое кольцо, ни Гигантскую арку невозможно наблюдать напрямую, поскольку свет, излучаемый галактиками, слишком слаб. Вместо этого исследователи использовали данные Sloan Digital Sky Survey — исследования неба, в ходе которого, среди прочего, измерялся свет от тысяч квазаров. Когда свет этих далеких и ярких квазаров проходит через космос, он также проходит через облака газа и пыли вокруг, а также внутри галактик, частично поглощаясь ими. В спектре квазара эти галактики обнаруживаются линиями поглощения элемента магния, который связан с газом в гало галактик.

Гигантские структуры — проблема Стандартной модели космологии

Большое кольцо и Гигантская арка — не единственные структуры в космосе, которых на самом деле не должно существовать. «Великая стена Слоуна», открытая в 2003 году, представляет собой своеобразную стену галактик протяженностью около 1,5 миллиардов световых лет. «Гигантское кольцо гамма-всплесков», открытое в 2015 году, было обнаружено с помощью девяти гамма-всплесков и при диаметре 5,6 миллиарда световых лет могло бы быть даже больше, чем недавно открытое Большое кольцо. «Великая стена Геркулес — Северная Корона» длиной 10 миллиардов световых лет могла бы стать крупнейшей известной структурой во Вселенной, хотя ее существование также является спорным.

Стандартная модель космологии не имеет простого объяснения таким крупным структурам, поскольку их трудно согласовать с однородной и изотропной Вселенной. Согласно пресс-релизу Университета Центрального Ланкашира, Большое кольцо требует объяснения космологического принципа – и может даже указывать на более экзотические модели нашей Вселенной, например, на циклическую Вселенную.