Італійські астрофізики отримали дані, які ставлять під сумнів одну з провідних теорій сучасної космології. Дослідження розташування майже 47 мільйонів галактик показало, що структура Всесвіту може бути значно впорядкованішою, ніж вважалося досі. Результати наукової роботи опубліковані у журналі Nature.

Науковці Франческо Сілос Лабіні та Марко Галоппо розробили новий статистичний метод і проаналізували дані, зібрані за допомогою спектроскопічного інструменту Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI). Спостереження охоплюють приблизно 11 мільярдів років космічної історії, що робить цю вибірку однією з найбільших, коли-небудь використаних для аналізу великомасштабної структури Всесвіту. Інструмент дає змогу вимірювати відстані до галактик за їхніми спектрами, що дозволяє будувати тривимірні карти розподілу матерії у космосі.

Згідно зі стандартною космологічною моделлю, якщо розглядати Всесвіт у найзагальнішому масштабі, дрібні деталі мають «згладжуватися», перетворюючись на однорідне тло. Цей принцип, відомий як космологічний принцип, лежить в основі сучасних уявлень про еволюцію космосу. Він передбачає, що на відстанях у сотні мільйонів світлових років розподіл матерії стає практично рівномірним, а будь-які відхилення є лише локальними флуктуаціями. Саме на цьому припущенні ґрунтуються більшість розрахунків еволюції Всесвіту, зокрема моделі його розширення та формування галактик.

Проте італійські дослідники виявили протилежну картину. Гігантські нитки та «стіни» з галактик — ключові елементи так званої космічної павутини — залишаються пов'язаними та впорядкованими на відстанях, що наближаються до одного гігапарсека. Це близько 3,26 мільярда світлових років, тобто у сотні мільйонів разів більше за розмір Чумацького Шляху. Космічна павутина — це гігантська мережа з ниток і стін, уздовж яких концентруються галактики, та величезних порожнеч між ними.

Науковці наголошують, що мова не йде про наявність якоїсь однієї «головної осі» чи єдиного напрямку в космосі. Ключовий висновок полягає в іншому: зі збільшенням масштабу спостереження чіткі візерунки розподілу галактик не зникають, а продовжують відтворюватися. Іншими словами, порядок, виявлений на менших масштабах, зберігається і на значно більших дистанціях. Гігантські порожнечі та скупчення матерії зберігають узгоджену орієнтацію на відстанях у мільярди світлових років.

Така картина суперечить очікуванням, що на великих масштабах Всесвіт має виглядати однорідним та ізотропним. Якщо результати команди підтвердяться незалежними дослідженнями, фізикам доведеться переглянути уявлення про те, як формувалася великомасштабна структура Всесвіту. Під сумнів можуть потрапити й поточні моделі темної матерії та гравітації, які використовуються для опису космосу.

Важливо, що йдеться не про поодинокі аномалії, а про систематичну закономірність у розподілі десятків мільйонів галактик. Це ускладнює пояснення спостережуваного ефекту випадковими збігами чи похибками вимірювань. Якщо однорідність Всесвіту на великих масштабах не підтвердиться, науковцям, ймовірно, доведеться переглянути спрощені математичні моделі, які зараз використовуються для опису космосу. Це робить відкриття особливо важливим для подальшого розвитку космології.

Водночас автори роботи закликають до обережності. Перед тим, як робити остаточні висновки про «наукову революцію», отримані дані необхідно перевірити на ще більших масивах інформації та за допомогою альтернативних методів аналізу. Наукова спільнота очікує на подальші дослідження, які або підтвердять нову закономірність, або пояснять її в межах чинної теорії.

Подальші перевірки покажуть, чи збереже стандартна модель свої позиції, чи науці доведеться шукати принципово нові пояснення спостережуваної картини.