Однородна ли Вселенная

Это означает, что материя распределена более или менее равномерно, и мы при всём желании не сможем найти в ней участки, где действуют собственные законы физики. Что должно служить вдохновением для исследователей, которые пытаются понять, что представляет собой космос и каким законам он подчиняется. В учёной среде это отчётливо просматриваемое единообразие именуется космологическим принципом.

Однако ни один имеющийся закон не способен показать, что Вселенная непременно должна быть именно такой. Она может быть неоднородной, и это имеет весьма серьёзные последствия для соответствующих областей науки. Это означает, что астрономы не могут обоснованно судить о происходящем в других областях космического пространства. Подвергаются сомнению модели, описывающие возникновение и эволюцию Вселенной. Короче говоря, если законы, которые мы формулируем, изучая свой локальный участок космоса, не универсальны, мы никогда не сможем объять всю картину целиком.

Реликтовое излучение

К счастью, очень многое указывает на то, что наука не ошибается относительно космологического принципа. Одним из самых убедительных доказательств его верности является реликтовое излучение - слабое свечение, считающееся отпечатком Большого взрыва. Его изучение показывает, что сразу после рождения Вселенной в ней действовали универсальные законы. Никаких заметных аномалий, способных поставить их под сомнение, найдено не было. Понятно, что тут речь идёт о событиях, которые произошли 13.8 миллиарда лет назад, однако другие исследования показывают, что космологический принцип сохранялся во Вселенной и дальше. Здесь можно упомянуть Слоановский цифровой обзор неба - огромную трехмерную карту, которая наглядно демонстрирует, что по все стороны от нас распределение галактик в космосе является относительно одинаковым.

Но вопросы остаются и, более того, постоянно возникают. В последнее десятилетие некоторые исследования ставят космологический принцип под весьма серьёзное сомнение. В 2011 году были опубликованы результаты одного из них, в ходе которого учёные изучали взрывы сверхновых. Измеряя расстояние до них и то, как быстро удаляются от нас их следы, астрономы попытались оценить скорость расширения Вселенной. Можно только представить их изумление, когда выяснилось, что в некоторых направлениях эти объекты летят быстрее, чем в других. Это прямо указывало на неравномерность этой экспансии, что прямо противоречит космологическому принципу.

Квазары

В 2014 году другая группа учёных наткнулась на не менее удивительный феномен. Она изучала квазары - активные центры галактик, окружающие сверхмассивные черные дыры. Это, как и сверхновые, чрезвычайно яркие объекты, позволяющие заглянуть в самые ранние эпохи существования Вселенной. Наблюдая за ними, ученые обнаружили, что на миллиарды световых лет вокруг нас квазары чаще всего ориентированы в одном определённом направлении. И это более чем странно. Так как в той стороне, куда они почему-то «смотрят», должно быть что-то особенное - иначе эти объекты были бы расположены совершенно хаотично, без прослеживаемых закономерностей. Предположение о том, что какая-то ось вращения более предпочтительна, чем все остальные, тоже противоречит космологическому принципу. Как и в предыдущем случае, здесь было показано, что Вселенная анизотропна, то есть её свойства разнятся в зависимости от направления.

Незыблемость космологического принципа

Но, как говорится, экстраординарные утверждения требуют экстраординарных доказательств, и от космологического принципа никто отказываться пока не собирается. В 2016 году были опубликованы результаты исследования, авторы которого пытались обнаружить предпочтительную ось в ранней Вселенной. Однако ни характерных спиралей, ни особых гравитационных волн в реликтовом излучении найдено ими не было. Более того, выяснилось, что феномены анизотропии, которые мы обнаружили на данный момент времени, ориентированы в одном направлении. В этой связи учёные предположили, что это ошибка, связанная с несовершенством методов наблюдения за Вселенной, а не капитуляция космологического принципа.

Как бы то ни было, исследования в этой области продолжаются. Космологический принцип пока держится, несмотря на то, что его непрерывно испытывают на прочность. Делать это надо обязательно, потому что на этом и зиждется наука. Здесь всё многократно проверяется. Так как если ошибочно возвести в ранг безусловной аксиомы что-то «очевидное» и интуитивно понятное, это может помешать увидеть сложную, глубоко запрятанную истину.

Источник: ПЯТЫЙ ЭЛЕМЕНТ