Одной из главных задач космического телескопа «Хаббл», запущенного в 1990 году, было измерение размера и возраста Вселенной, а также скорости её расширения (что то же самое, постоянной Хаббла). Это стало возможным благодаря программе Hubble Deep Fields, которая изучала самые далёкие галактики, наблюдаемые в видимом свете. Однако, когда астрономы измерили расстояние до этих галактик и скорость их убегания, они заметили проблему: скорость расширения, измеренная таким способом, не совпадала со скоростью, полученной на основе анализа реликтового излучения. Это противоречие стало известно как «хаббловская напряжённость», и оно по сей день остаётся одной из самых больших космологических загадок.
Астрономы надеялись разрешить это противоречие с запуском космического телескопа Джеймса Уэбба, но измерения «Уэбба» лишь подтвердили то, что уже «видел» «Хаббл». Для объяснения этого было выдвинуто множество теорий, включая возможность того, что Млечный Путь расположен внутри гигантской пустоты (войда), из-за которой космос здесь расширяется быстрее, чем в соседних регионах Вселенной. Последние исследования, подтверждающие эту теорию, были представлены на Национальном астрономическом собрании (NAM) Королевского астрономического общества в Дареме. Теория может решить проблему «хаббловской напряжённости» и подтвердить истинный возраст нашей Вселенной (13,8 миллиарда лет).
Постоянная Хаббла получила своё название от имени Эдвина Хаббла, одного из двух астрономов (второй — Жорж Леметр), которые в начале XX века подтвердили, что Вселенная не статична, как думали некоторые, а расширяется. Это было продемонстрировано с помощью измерений красного смещения — длина волны света от удаляющихся от Земли объектов смещается к красному концу спектра. До запуска космического телескопа «Хаббл» астрономы могли определять расстояние до объектов, находящихся на расстоянии до четырёх миллиардов световых лет, используя комбинацию измерений красного смещения и параллакса.
Проблема заключалась в том, что при сравнении локальных измерений с данными о далёкой, ранней Вселенной, полученными на основе стандартной космологической модели Лямбда-CDM, результаты оказывались «в противоречии» друг с другом. Последнее исследование, пояснил доктор Индранил Баник из Портсмутского университета, показывает, что барионные акустические осцилляции (БАО) — по сути, это звуковые волны, оставшиеся после Большого взрыва — поддерживают идею о том, что наша галактика может находиться в войде, где космос расширяется быстрее, чем во Вселенной за её пределами:
Потенциальное решение этого несоответствия заключается в том, что наша галактика находится близко к центру большого локального войда. В этом случае материя под действием гравитации будет притягиваться к внешней части войда, обладающей более высокой плотностью, что приведёт к тому, что войд со временем будет становиться всё более пустым. Из-за этого опустошения скорость удаляющихся от нас объектов будет больше, чем если бы этого войда не было. Поэтому создаётся впечатление, что местное расширение происходит быстрее. Хаббловское растяжение — это в основном локальное явление, и мало что свидетельствует о том, что скорость расширения расходится с ожиданиями стандартной космологии в более отдалённые времена. Поэтому локальное решение, такое как местный войд, является перспективным способом разрешения этого противоречия.
Радиус этого войда должен составлять миллиард световых лет, а плотность — примерно на 20% ниже, чем в среднем по Вселенной в целом. В пользу этой теории говорит прямой подсчёт количества местных галактик в нашей космической окрестности – их количество на единицу объёма действительно ниже, чем в соседних регионах. Однако существование такого войда не согласуется с моделью LCDM, в которой утверждается, что Вселенная антизотропна по своей природе, то есть что материя в среднем равномерно распределена по Вселенной на больших масштабах. Несмотря на это, новые данные, представленные на NAM 2025, свидетельствуют об обратном. Саид Баник:
Эти звуковые волны распространялись совсем недолго, после чего застыли на месте, когда Вселенная остыла настолько, что образовались нейтральные атомы. Они действуют как стандартная линейка, угловой размер которой мы можем использовать для построения графика истории космического расширения. Локальный войд немного искажает связь между угловым масштабом БАО и красным смещением, потому что скорости, вызванные локальной пустотой и её гравитационным эффектом, немного увеличивают красное смещение сверх того, что обусловлено космическим расширением. Рассмотрев все доступные измерения БАО за последние 20 лет, мы показали, что модель с пустотами примерно в сто миллионов раз более вероятна, чем модель без пустот с параметрами, разработанными для соответствия наблюдениям реликтового излучения, полученным спутником «Планк», так называемая однородная космология «Планка».
Барионные акустические осцилляции (БАО) — «отзвук Большого взрыва» — подтверждают идею локальной пустоты.
Чтобы подтвердить эту теорию, исследователи должны сравнить теорию локального войда с другими моделями и получить новые оценки расширения Вселенной. Для этого необходимо получить спектры «мёртвых галактик» (тех, в которых больше не образуются новые звёзды), чтобы определить, какие типы звёзд в них присутствуют и в какой пропорции. Поскольку массивные звёзды имеют короткий срок жизни и отсутствуют в старых галактиках, это поможет астрономам определить возраст этих галактик. В сочетании с красным смещением галактики астрономы могут проследить историю космического расширения.
Источник: habr.com