Недавно открытая космическая мегаструктура бросает вызов теориям Вселенной

Астрономы обнаружили кольцеобразную космическую мегаструктуру, пропорции которой бросают вызов существующим теориям Вселенной.

Так называемое Большое Кольцо имеет диаметр около 1,3 миллиарда световых лет, что делает его одной из крупнейших структур, когда-либо наблюдавшихся. Находясь на расстоянии более 9 миллиардов световых лет от Земли, оно слишком тусклое, чтобы ее можно было увидеть напрямую, но его диаметр на ночном небе был бы эквивалентен 15 полным лунам.

Наблюдения, представленные в четверг на 243-м собрании Американского астрономического общества, важны, поскольку размер Большого кольца, по-видимому, бросает вызов фундаментальному предположению в космологии, называемому космологическим принципом.

Он означает, что выше определенного пространственного масштаба Вселенная однородна и выглядит одинаково во всех направлениях.

«С учетом современных космологических теорий мы не думали, что структуры такого масштаба возможны», — сказала Алексия Лопес, аспирантка Университета Центрального Ланкашира, которая руководила анализом. «Мы могли бы ожидать, возможно, одну чрезвычайно большую структуру во всей наблюдаемой Вселенной».

Увеличение масштаба Вселенной теоретически должно открыть обширное, безликое пространство. Тем не менее, Большое Кольцо является одним из представителей растущего списка неожиданно крупных структур.

Другие включают Гигантскую Дугу, которая появляется рядом с Большим Кольцом и была открыта в 2021 году. Космологи подсчитали, что текущий теоретический предел размера структур составляет 1,2 миллиарда световых лет, но Большое Кольцо и Гигантская Дуга, охватывающая по оценкам, 3,3 миллиарда световых лет, нарушают этот предел.

Любопытно, что эти две структуры находятся на одинаковом расстоянии от Земли, недалеко от серверного созвездия Волопаса, что повышает вероятность того, что они являются частью связанной космологической системы.

«Эти странности продолжают скрываться, но чем больше мы находим, тем больше нам приходится сталкиваться с тем фактом, что, возможно, наша стандартная модель нуждается в переосмыслении», — сказала Алексия Лопес. «Как минимум, она неполная. Как максимум нам нужна совершенно новая теория космологии».

Большое кольцо было обнаружено путем анализа данных Слоановского цифрового обзора неба (SDSS), каталога далеких квазаров. Эти объекты настолько яркие, что их можно увидеть на расстоянии миллиардов световых лет, и они действуют как гигантские далекие лампы, освещая промежуточные галактики, которые их свет проходит на пути и которые в противном случае остались бы невидимыми.

Ученые использовали несколько различных статистических алгоритмов для выявления потенциальных крупномасштабных структур, и появилось «Большое кольцо». На небе структура выглядит как почти идеальное кольцо, но дальнейший анализ показал, что она имеет скорее спиральную форму, похожую на штопор, который направлен к Земле.

Космологи не уверены, какой механизм мог породить эту структуру. Одной из возможностей является тип акустической волны в ранней Вселенной, известный как барионные акустические колебания, который мог бы привести к образованию сферических оболочек в сегодняшнем расположении галактик.

Другое объяснение — существование космических струн, гипотетических «дефектов» в ткани Вселенной, которые могут привести к скоплению материи вдоль крупномасштабных линий разлома.

Доктор Дженни Вагнер, космолог Багамского института перспективных исследований, назвала это открытие важным. «Это не похоже на простое совпадение», — сказала она.

Вагнер сказала, что можно вписать Большое Кольцо в рамки космологического принципа, в зависимости от того, как определены его размеры, но чем больше таких выдающихся, крупномасштабных структур обнаруживается, тем менее статистически правдоподобной становится эта точка зрения. «Вот почему поиск новых гигантских структур так важен», — сказала она. «Лично я не удивлюсь, если нам придется отказаться от космологического принципа после будущих открытий».