Анализ более 200 000 спиральных галактик выявил неожиданные связи между направлениями их вращения, и структура, образованная этими связями, предполагает, что ранняя Вселенная могла вращаться! Полученные выводы бросают вызов некоторым предыдущим предположениям о крупномасштабной структуре космоса. Об удивительной находке объявлено на 236-м заседании Американского астрономического общества, проходящего в режиме он-лайн из-за пандемии короновирусной инфекции COVID-19.
Снимок от космического телескопа «Hubble», содержащий почти 15 тысяч галактик. Credit: NASA, ESA, P. Oesch (University of Geneva), and M. Montes (University of New South Wales)
Со времен Эдвина Хаббла астрономы считали, что Вселенная «раздувается» без какого-либо определенного направления и что галактики в ней распределены без строгой космологической схемы. Но проведенные наблюдения геометрических структур спиральных галактик предполагают, что Вселенная может иметь определенную организацию и что на заре своей истории она могла вращаться. Закономерности в распределении этих галактик показывают, что находясь в разных частях Вселенной и будучи разделенными пространством и временем, они все же связаны через направления их вращения.
«Геометрическая картина, демонстрируемая распределением спиральных галактик, ясна, но ее можно наблюдать только при анализе очень большого числа астрономических объектов», – сказал Лиор Шамир, астроном и программист из Университета штата Калифорния (США).
Светящиеся спиральные рукава галактики NGC 6744, удаленной от Земли на 30 миллионов световых лет. Credit: NASA, ESA, and the LEGUS team
Спиральная галактика является уникальным астрономическим объектом, потому что ее внешний вид зависит от точки зрения наблюдателя. Например, если она вращается по часовой стрелке при наблюдении с Земли, то при взгляде на ее с противоположной стороны она будет двигаться против часовой стрелки. Если Вселенная изотропна и не имеет определенной структуры – как предсказывалось ранее – количество галактик, которые вращаются по часовой стрелке, будет примерно равно числу галактик, которые вращаются против часовой стрелки. Лиор Шамир использовал роботизированные возможности современных телескопов SDSS и Pan-STARRS и продемонстрировал, что это не так.
Сравнение количества галактик с различными направлениями вращения показало, что число галактик, которые вращаются по часовой стрелке, не равно числу галактик, вращающихся против часовой стрелки. Разница небольшая, чуть более 2%, но при большой выборке вероятность случайного возникновения такой асимметрии составляет менее 1 из 4 миллиардов.
Спиральная галактика NGC 1055. Credit: ESO
Модели охватывают более 4 миллиардов световых лет, но асимметрия в этом диапазоне не является однородной. Исследование показало, что она усиливается, когда галактики находятся дальше от Земли. Это указывает на то, что ранняя Вселенная была более последовательной и менее хаотичной, чем современная. Также была выявлена «мультипольная» структура пространства.
«Если у Вселенной есть ось, то это не простая одиночная ось, как у карусели. Это сложное выравнивание нескольких осей, которые также подвержены определенному смещению», – заявил Лиор Шамир.
Две аномальные особенности реликтового излучения. Первая – асимметрия средних температур в разных полушариях с более высокими средними температурами в южном полушарии и более низкими в северном. Это противоречит предсказанию стандартной модели о том, что Вселенная должна быть в целом одинакова в любом направлении. Вторая – «холодное пятно». Credit: ESA and the Planck Collaboration
Концепция космологических мультиполей не нова. Предыдущие исследования показали, что космический микроволновый фон, который является электромагнитным излучением самой ранней Вселенной, также имеет несколько полюсов. Но измерение космического микроволнового фона чувствительно к загрязнению переднего плана и не может показать, как эти полюса менялись со временем.
«Нет ошибок или загрязнений, которые могли бы проявиться через такие уникальные, сложные и последовательные модели. У нас есть два разных обзора неба, показывающих одинаковые модели, даже когда галактики совершенно разные. Нет ошибки, которая может привести к этому. Такова Вселенная, в которой мы живем. Таков наш дом», – заключил Лиор Шамир.
Источник: