Visumam ir dīvaina forma: tas var pilnībā izjaukt mūsu izpratni par kosmosu 0 109

Pašreizējā standarta kosmoloģiskā modeļa jeb Lambda–CDM modeļa, kas apraksta Visuma evolūciju un struktūru, pamatā ir pieņēmums, ka Visums ir izotropisks, tas ir, tas izskatās vienādi visos virzienos un vidēji ir homogēns lielos mērogos. Tomēr vairāki pretrunīgi novērojumi jeb anomālijas šo ideju apšauba. Astrofiziķi publicējuši pētījumu par vienu no nozīmīgākajām šādām pretrunām — tā dēvēto kosmisko dipolālo anomāliju. Zinātnieki secinājuši, ka tā rada nopietnas problēmas standarta kosmoloģiskajam modelim. Pētījums publicēts žurnālā Reviews of Modern Physics, raksta ScienceAlert.

Kas ir kosmiskā dipolālā anomālija, un kāpēc tā rada problēmas Visuma aprakstam? Lai to izprastu, jāsāk ar relikto starojumu, kas saglabājies kopš Lielā sprādziena. Šis starojums visā kosmosā ir ārkārtīgi homogēns.

Tāpēc astrofiziķi balsta Visuma modeli uz maksimāli simetrisku telpas-laika aprakstu Einšteina vispārīgajā relativitātes teorijā. Šāds simetrisks Visuma apraksts, kurā tas izskatās vienādi visur un visos virzienos, ir pazīstams kā Frīdmena–Lemetra–Robertsona–Vokera metrika. Tā ievērojami vienkāršo Einšteina vienādojumu risināšanu un ir standarta kosmoloģiskā modeļa pamats.

Tomēr pastāv vairākas nozīmīgas anomālijas, tostarp tā dēvētā Habla problēma. Tā saistīta ar to, ka Visuma izplešanās ātrums agrīnajā Visuma vēsturē neatbilst vērtībām, kas noteiktas mūsdienu jeb tuvākajā kosmosā. Kosmiskā dipolālā anomālija ir mazāk zināma pretruna, taču astrofiziķi uzskata, ka tai var būt vēl lielāka nozīme Visuma izpratnē.

Kad zinātnieki konstatēja, ka reliktais starojums lielos mērogos ir simetrisks, viņi vienlaikus atklāja, ka tajā pastāv arī nelielas variācijas. Viena no nozīmīgākajām ir reliktā starojuma dipolārā anizotropija — lielākā temperatūras atšķirība reliktajā starojumā, kur viena Visuma daļa izskatās siltāka, bet otra — vēsāka.

Pastāv arī pieņēmums, ka līdzīga variācija jeb dipolārā anizotropija ir novērojama matērijas sadalījumā visā kosmosā. Ja pieņēmums par simetrisku Visumu ir pareizs, tad šai matērijas sadalījuma variācijai būtu tieši jāatbilst reliktā starojuma variācijai.

Saskaņa starp reliktā starojuma un matērijas variācijām apstiprinātu standarta kosmoloģiskā modeļa pareizību. Savukārt būtiskas atšķirības to apšaubītu. Līdz šim nepieciešamie dati nebija pieejami, taču nesenie novērojumi šo salīdzinājumu ir ļāvuši veikt. Pētījums rāda, ka matērijas variācija neatbilst reliktā starojuma variācijai.

Tādējādi kosmiskā dipolālā anomālija kļūst par nopietnu izaicinājumu standarta kosmoloģiskajam modelim. Tas var nozīmēt, ka Visums patiesībā ir asimetrisks, un, iespējams, būs jāizstrādā jauns Visuma evolūcijas un struktūras modelis. Astrofiziķi norāda, ka secinājumu apstiprināšanai nepieciešami papildu dati, kurus paredzēts iegūt tuvākajā nākotnē. Ja šie secinājumi apstiprināsies, tie var pilnībā mainīt mūsu izpratni par Visumu.