Учені на порозі спростування давнього припущення про Всесвіт, у яке ми вірили цілих 100 років

• Нові дослідження ставлять під сумнів модель FLRW, яка припускає, що Всесвіт є однорідним, вказуючи на можливі серйозні недоліки цієї моделі.
• Результати досліджень можуть мати значні наслідки для розуміння Всесвіту, але наукова спільнота закликає до обережності, оскільки потрібні додаткові дані для остаточних висновків.

Протягом століття фізики вірили, що Всесвіт у великих масштабах є однорідним та однаковим у всіх напрямках. Проте останні дослідження вказують на те, що ця фундаментальна концепція може бути хибною, що відкриває шлях до розв'язання найбільших космічних загадок нашого часу.

Що не так зі Всесвітом?

Сучасна космологія значною мірою спирається на модель FLRW, названу на честь Олександра Фрідмана, Жоржа Леметра, Говарда Робертсона та Артура Джеффрі Вокера, які розробили її ще у 1920 – 1930 роках. Ця модель базується на припущенні, що на найбільших масштабах космос є гомогенним та ізотропним. Це означає, що незалежно від того, куди спрямований погляд спостерігача, Всесвіт повинен виглядати приблизно однаково. Проте нові дані, викладені у трьох нещодавніх наукових працях, ставлять під сумнів ці базові припущення, пише New Scientist.

Дивіться також Не потрібно пірнати в океани Енцелада і Європи: тепер є інший спосіб пошуку життя на супутниках

Тімоті Кліфтон з Лондонського університету королеви Марії та Аста Гейнесен з Копенгагенського університету в дослідженні, нерецензована версія якого з'явилася на arXiv, запропонували інноваційний метод перевірки точності моделі FLRW. Їхня методика базується на комбінуванні різних формул для розрахунку космічних відстаней, отриманих шляхом спостереження за надновими зірками та коливаннями щільності матерії.

Ключова ідея полягає в тому, що за умови дотримання моделі FLRW результат цих математичних комбінацій має дорівнювати нулю. Будь-який інший показник свідчить про необхідність розробки нової моделі Всесвіту. Попередні спроби провести аналогічні тести не давали достатньо чітких сигналів, які б вказували на помилковість загальноприйнятих теорій.

У подальших дослідженнях Аста Гейнесен разом із Софі Марі Коксбанг з Університету Південної Данії застосували цей тест до наявних космологічних даних, описавши результати в іншій роботі, яку також опублікували на сайті arXiv. Процес виявився складним, оскільки науковцям довелося розробити спосіб отримання вимірювань відстаней без використання припущень моделі FLRW, які зазвичай автоматично закладаються в аналіз.

Для обробки даних вони використали метод штучного інтелекту, відомий як символьна регресія, що дозволило знайти формули, які максимально точно відповідають реальним вимірюванням.

Результат виявився однозначним: отримане значення суттєво відрізнялося від нуля, що вказує на серйозні недоліки моделі FLRW.

Самі дослідники визнають, що такі результати стали для них несподіванкою, оскільки вони суперечать більшості попередніх наукових уявлень. Тімоті Кліфтон зазначає, що це може бути першим реальним доказом того, що стандартна модель не є достатньою для опису реальності. За його словами, Всесвіт може виявитися значно складнішим і "грудкуватішим", ніж вважалося раніше, що відкриває безліч нових можливостей для науки.

Які це матиме наслідки?

Такі зміни у сприйнятті структури космосу можуть мати колосальні наслідки для всієї фізики. Протягом тривалого часу вчені не могли пояснити розбіжності у швидкості розширення Всесвіту та невідповідність між його ранньою історією і сучасною поведінкою. Крім того, нещодавні спостереження натякають на те, що темна енергія може змінюватися з часом.

Якщо Всесвіт справді неоднорідний, то ці фундаментальні таємниці можуть знайти своє пояснення. Кліфтон підкреслює, що нинішні вимірювання є лише середніми показниками, які не обов'язково мають бути незмінними для кожного конкретного моменту часу.

Не варто поспішати з висновками

Попри амбітність висновків, наукова спільнота закликає до обережності. Субод Патіл з Лейденського університету в Нідерландах вважає підхід дослідників фантастичним і правильним з точки зору постановки питань, проте застерігає від поспішної інтерпретації даних.

Наразі отримані результати ще не досягли рівня повної статистичної достовірності, необхідної для офіційного наукового відкриття. Щоб остаточно підтвердити або спростувати столітню гіпотезу, вченим доведеться почекати на нові астрономічні дані, які будуть зібрані протягом найближчих років.