Вселенная не плоская? Какую форму имеет Вселенная? Кризис в космологии?⁠⁠

Около двух тысяч лет назад Пифагор и Аристотель выдвинули теорию о геоцентризме, согласно которой наша планета являлась своеобразным центром Вселенной и вокруг нее вращались Солнце, Луна и бесчисленное множество звезд.

Спустя две тысячи лет после этого, ученые пришли к выводу, что Вселенная может быть ограничена и не является бесконечной. Возможно, наша Вселенная искривлена, мягко изгибается и при этом не нарушает движение находящихся внутри нее объектов.

Традиционная теория, которая поддерживает теорию инфляции, предполагает, что после Большого Взрыва Вселенная расширилась таким образом, что стала плоской - два луча света, летящие параллельно, будут двигаться вечно. Это и есть нулевая кривизна пространства. Поэтому считается, что вселенная бесконечна и постоянно расширяется.

А что если это не так, и то, что мы говорили раньше про расширение вселенной, большой взрыв – лишь просто слова и не более?.. Но зачем тогда мы столько времени говорили об этом?.. Не будем делать поспешные выводы.

4 ноября 2019 года в Журнале Nature Astronomy была опубликована статья,в которой ученые Элеонора Ди Валентино, Алессандро Мельхиорри и Джозеф Силк - трио исследователей сделали выводы, указывающие на то, что существует космологический кризис, который необходимо решить.

Космологический кризис, что это?

Проанализировав данные, собранные спутником европейского космического агентства «Планк» в 2018 году, исследователи пришли к выводу, что Вселенная может быть слегка изогнутой. Этот изгиб недостаточно велик, чтобы оказать влияние на нашу систему или даже галактику, но если двигаться по прямой линии между галактиками, то в конце концов окажешься там, откуда ты начал свое путешествие.

Космологи называют эту идею моделью замкнутой Вселенной. Она существует уже давно, но не подтверждается существующими теориями.

Однако данные самых точных измерений реликтового излучения показывают, что Вселенная все же замкнута.

Давайте представим себе.

Наша вселенная считается плоской, и имеет нулевую кривизну пространства, выглядит это примерно вот так, и если в такой вселенной параллельно друг другу пустить два фотона, то они будут двигаться параллельно друг к другу и никогда не встретятся.

Отрицательная кривизна пространства имеет гиперболическую форму и в ней фотоны света в определенный момент отдаляются друг от друга, а в момент сближения двигаются медленнее, но никогда не пересекаются. Данное пространство так же является бесконечной.

А вот, пространство с положительной кривизной, которая для нас сейчас является особенно значимым в рамках этого видео имеет замкнутую систему в форме шара.

В ролике про расширение вселенной, мы уже говорили о модели замкнутой вселенной

Исследуя реликтовое микроволновое излучение, которое является эхом Большого взрыва, ученые выдвинули гипотезу, что пространство всего на 4 процента «более изогнуто», чем принято считать. Однако даже этого незначительного отклонения достаточно, чтобы внести существенные сомнения насчет существующих наборов данных.

Например, Вселенная становится не бесконечной, модель вечной инфляции несостоятельна в данном случае, а содержание темной энергии и материи придется пересмотреть. С другой стороны, зная искривленность пространства, мы сможем точно рассчитать размер «невидимого» нам сегодня участка космоса, и, следовательно, всей Вселенной.

Исследователи пришли к гипотезе замкнутой вселенной из-за несоответствия между концентрацией темной материи и темной энергии; гравитационного линзирования оказалось больше, чем предсказывала ранняя теория. Другие исследователи, которые смотрели на те же данные до этого исследования, ученые склонялись к статистической случайности.

Стоит отметить, что существуют и другие проблемы с плоской теорией, такие как неспособность ученых точно измерить постоянную Хаббла; каждая команда, которая пытается ее найти, находит свой ответ. Также были трудности с согласованием исследований темной энергии с плоской моделью.

«В последние годы космологи «скрывали» эти аномалии, списывая их на погрешность. Но теперь их статистическая достоверность настолько велика, что пришло время взглянуть на них без предубеждений. Независимо от того, насколько элегантна, красива, симметрична или естественна ваша теория, последнее слово всегда за экспериментальными данными», – добавил Алессандро Мельхиорри, соавтор исследования из Римского университета

На этом можно было бы закончить, но нет, так как не все ученые согласны с этой гипотезой.

Постдок университета Нью-Йорк Михаил Иванов прокомментировал данное исследование так: «Это наблюдение не ново и уже было сделано в статьях совместно с обсерваторией «Планк». В новой работе ученые явно показывают, что при добавлении кривизны аномальное линзирование пропадает.» Тем не менее, предложенная ими модель по мнению Иванова приводит к усилению других разногласий.

Если объединить все данные, то кривизна становится равна нулю с большой статистической значимостью, считает Иванов. Кроме того, модель с положительной кривизной усиливает несогласие между разными независимыми измерениями космологических параметров настолько, что эти несоответствия нельзя больше рассматривать как статистические флуктуации или же ошибки. С этой точки зрения более предпочтительной моделью должна быть та, что минимизирует несогласие, и такая модель существует — это обычная плоская модель вселенной с параметрами обсерватории «Планка».

Стоит подчеркнуть тот факт, что сами ученые не совсем уверены в своих утверждениях, возможно во всем этом кроется нечто иное.

Подтверждение этой теории создаст огромную проблему для физиков и разрушит многие наши представления о вселенной. Только время и большее число исследований помогут нам наконец докопаться до истины и понять, в какой вселенной мы живем.

Источники:

https://www.researchgate.net/publication/329393121_The_Disco...

http://adsabs.harvard.edu/full/2003HisSc..41..141K

https://skyserver.sdss.org/dr1/en/astro/universe/universe.as...

https://www.express.co.uk/news/science/1200143/universe-curv...

https://www.nature.com/articles/s41550-019-0906-9

https://arxiv.org/abs/1911.02087

https://www.quantamagazine.org/what-shape-is-the-universe-cl...

https://www.newscientist.com/article/2222159-cosmological-cr...

https://www.space.com/universe-shape-flat-closed-debate.html

https://www.popmech.ru/science/news-520824-mozhet-li-vselenn...