новость в темах: • КОСМОС • Астрофизика • ТЕОРИЯ и ПРАКТИКА • Новые знания • Зарубежные

2020-04-09 (№ 13)
Данные о возможном неравномерном расширении Вселенной

Локализация происходящего и источник в СМИ:
США и Германия, портал новостей науки «Naked Science»

Ученые из США и Германии провели исследование, результаты которого могут говорить о том, что скорость расширения Вселенной для разных точек мироздания неодинакова. Если их предположения подтвердятся, то астрономам придется пересмотреть прошлые теории и выводы.
Исследователи из Боннского университета (Германия) и Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики (Массачусетс) изучили снимки далеких скоплений галактик, большинство которых сделала космическая рентгеновская обсерватория Chandra, — и на основе их предположили, что расширение Вселенной не может быть одинаковым во всех направлениях. О выводах астрофизиков сообщается в пресс-релизе, опубликованном на сайте миссии.



Ученые давно выяснили, что после Большого взрыва Вселенная постоянно расширяется. Для большего понимания можно провести аналогию с выпечкой хлеба с изюмом. По мере выпекания хлеба изюминки (то есть скопления галактик) удаляются друг от друга, поскольку хлеб (представляющий собой космос) расширяется, причем равномерно во всех направлениях.

Так, одним из «столпов» космологии — раздела астрономии, изучающего свойства и эволюцию Вселенной в целом — служит принцип о том, что законы физики справедливы для каждой точки во Вселенной, поэтому она однородна и изотропна. Иначе говоря, выглядит и расширяется в один и тот же момент времени одинаково — вне зависимости от того, в каком месте находится наблюдатель и в каком направлении он смотрит.

Однако новая работа показывает, что космологический принцип может оказаться неверным. Причем в последние десятилетия ученые уже предполагали, что Вселенная не расширяется одинаково: например, в 2006 году была открыта необычная структура в микроволновом «эхе» Большого взрыва, также известная впоследствии как «ось зла», где и выявили признаки анизотропии.
«Основываясь на наших наблюдениях, мы нашли существенные различия в том, как расширяются разные регионы Вселенной в зависимости от того, как мы на них смотрим. Это открытие может противоречить главному базовому принципу современной космологии», — говорит Геррит Шелленбергер, один из авторов новой работы.
Команда проанализировала, как много рентгеновского изучения вырабатывали 313 отобранных скоплений галактик (яркость рентгеновского излучения обусловлена температурой газа в кластере и не зависит от космологических величин). Данные по 237 скоплениям были получены с помощью телескопа Chandra (NASA), а по оставшимся 76 — от рентгеновского телескопа XMM-Newton (ESA). Эту выборку объединили с данными от XMM-Newton и японско-американской обсерватории ASCA. В общей сложности собрали массив информации по 842 различным кластерам.



Когда астрофизики проанализировали яркость рентгеновских лучей галактик, они сравнили их с рентгеновской яркостью, данные о которой были получены посредством другого метода, уже зависящего от скорости расширения Вселенной. В итоге ученым удалось просчитать скорость расширения по всему небу и выяснить, что в разных направлениях относительно нас Вселенная расширяется по-разному.
По словам авторов работы, полученные результаты можно объяснить двумя способами: во-первых, огромные кластеры галактик могут двигаться вместе, но это движение не будет обусловлено расширением Вселенной. Вероятно, некоторые соседствующие скопления притягиваются в одном направлении под действием силы тяжести других кластеров. Подобное согласованное движение способно задавать различные скорости расширения в разных направлениях. При этом, если кластеры двигаются достаточно быстро, это может привести к ошибочным оценкам их светимости.

Другое объяснение может заключаться как раз в том, что Вселенная, на самом деле, не расширяется одинаково во всех направлениях, поскольку темная энергия — гипотетическая сила, которая, как считается, и отвечает за скорость расширения Вселенной — сама по себе неоднородна. То есть рентгеновские лучи могут показать, что действие темной энергии в одних частях космоса сильнее, чем в других, поэтому наблюдаются различия в скорости расширения.
«Если Вселенная действительно неоднородна — даже если она стала таковой только в последние несколько миллиардов лет, — это приведет к полной смене парадигм, так как теперь нам придется учитывать, в какой части неба расположены объекты. Почти все расчеты расстояний до самых далеких объектов мироздания опирались на то, что свойства пространства везде одинаковы. Если мы правы, придется пересмотреть все прошлые теории и выводы», — подытожил Константинос Мигкас, астрофизик из Боннского университета.


Коментарий портала «НАУКА в РФ и за рубежом»

Ссылка на исходник приводит к такому тексту анотации

Зондирование космической изотропии с помощью нового образца рентгеновского скопления галактик через отношение масштабирования L X-T

https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/201936602

Изотропия поздней Вселенной и, следовательно, отношений масштабирования скоплений рентгеновских галактик является предположением, широко используемым в астрономии. Однако в течение последнего десятилетия многие исследования сообщали об отклонениях от изотропии при использовании различных космологических зондов; окончательный вывод еще предстоит сделать. Решающее значение имеют новые, эффективные и независимые методы надежного контроля космической изотропии. В данной работе мы используем именно такой метод. В частности, мы исследуем направленное поведение рентгеновской светимости-температуры ( L X-T) связь скоплений галактик.

Известно, что существует тесная корреляция между светимостью и температурой рентгеноиспускающей внутрикластерной среды скоплений галактик. В то время как измеренная светимость зависит от лежащей в основе космологии через расстояние светимости D L, температура может быть определена без каких-либо космологических предположений. Используя это свойство и однородное покрытие неба образцов рентгеновского скопления галактик, можно эффективно проверить изотропию космологических параметров по полному внегалактическому небу, что прекрасно отражается в поведении нормализации A L X-T отношение.

Для этого мы использовали 313 однородно выбранных рентгеновских скоплений галактик из мета-каталога Рентгенодетектированных скоплений галактик. Мы тщательно выполнили дополнительную очистку в измеренных параметрах и получили вырезанные из сердцевины измерения температуры для всех 313 кластеров. Поведение отношения L X-T сильно зависит от направления неба, что согласуется с предыдущими исследованиями. Сильные анизотропии обнаруживаются на доверительном уровне,........ что примерно согласуется с результатами других зондов, таких как Supernovae Ia. Было изучено несколько эффектов, которые потенциально могли бы объяснить эти сильные анизотропии.

Такими эффектами являются, например, рентгеноабсорбционная обработка, влияние групп галактик и кластеров с низким красным смещением, основные металличности и явные корреляции с другими свойствами кластеров, но ни один из них не может объяснить полученные результаты. Анализ 10 5 бутстрэпные реализации подтверждают большую статистическую значимость анизотропного поведения этой области неба. Интересно, что две кластерные выборки, ранее использовавшиеся в литературе для этого теста, по-видимому, имеют схожее поведение по всему небу, будучи полностью независимыми друг от друга и от нашей выборки.

Объединение всех трех образцов приводит к получению 842 различных скоплений галактик с измерениями светимости и температуры.... ...Этот результат демонстрирует, что рентгеновские исследования, предполагающие идеальную изотропию в свойствах скоплений галактик и их соотношениях масштабирования, могут давать сильно искаженные результаты, независимо от того, является ли основная причина космологической или связанной с рентгеновскими лучами. Поэтому определение точной природы этих анизотропий имеет решающее значение для любого статистического исследования кластерной физики или космологии.

forum.k156.ru

mir.k156.ru

arh.k156.ru

costroma.k156.ru

k156.ru/index2.php

shar.k156.ru

https://paleoforum.ru