Ученые обнаружили, что Вселенная может быть асимметричной: это ставит под сомнение стандартную космологическую модель

Анизотропия реликтового излучения — самое большое различие температур в остаточном излучении Большого взрыва. Credit: Beyond Planck

Ученые обнаружили новые доказательства того, что Вселенная может быть асимметричной, то есть неодинаковой во всех направлениях. Это ставит под сомнение стандартную космологическую модель, которая предполагает однородность и изотропность космоса на больших масштабах.

Исследователи из Оксфордского университета опубликовали работу, в которой рассматривается одна из самых значительных проблем современной космологии — «космическая дипольная аномалия». Согласно их выводам, эта аномалия представляет серьезный вызов для стандартной космологической модели (модели Lambda-CDM).

В основе модели Lambda-CDM лежит так называемое FLRW-описание пространства-времени в общей теории относительности Эйнштейна, которое предполагает, что Вселенная выглядит одинаково везде и во всех направлениях. Однако новые данные ставят это под сомнение.

Ключевым элементом исследования является реликтовое излучение (CMB) — остаточное излучение Большого взрыва. Оно однородно по небу с точностью до одной стотысячной. Однако в нем существует дипольная анизотропия — самая большая разница температур, где одна сторона неба горячее, а противоположная холоднее примерно на одну тысячную. Ранее считалось, что это связано с локальным движением Солнечной системы и не противоречит модели Lambda-CDM.

В 1984 году астрономы Джордж Эллис и Джон Болдуин предложили тест, который проверяет, существует ли аналогичная дипольная анизотропия в распределении далеких астрономических источников, таких как радиогалактики и квазары. Если FLRW-описание верно, то вариации в распределении далеких источников должны соответствовать вариациям в реликтовом излучении.

Результаты теста оказались отрицательными: Вселенная не прошла тест Эллиса-Болдуина. Вариации в распределении материи не совпадают с вариациями в реликтовом излучении. Этот результат подтверждается данными как наземных радиотелескопов, так и спутников, наблюдающих в среднем инфракрасном диапазоне.

«Космическая дипольная аномалия стала серьезным вызовом для стандартной космологической модели, даже если астрономическое сообщество предпочитает в значительной степени игнорировать ее», — отмечают авторы исследования.

Ученые подчеркивают, что решение этой проблемы потребует отказа не только от модели Lambda-CDM, но и от самого FLRW-описания, возвращаясь к фундаментальным основам. Ожидается, что новые данные с таких спутников, как Euclid и SPHEREx, а также телескопов (Vera Rubin Observatory и Square Kilometre Array), помогут в построении новой космологической модели с использованием достижений машинного обучения.

Влияние этого открытия на фундаментальную физику и наше понимание Вселенной может быть огромным.

Источники:

Материалы предоставлены The Conversation. Оригинал написан Субиром Саркаром, почетным профессором Оксфордского университета.

Nathan Secrest, Sebastian von Hausegger, Mohamed Rameez, Roya Mohayaee, Subir Sarkar. Colloquium: The cosmic dipole anomaly. Reviews of Modern Physics, 2025; 97 (4) DOI: 10.1103/9ygx-z2yq