Астроном знайшов "вісь обертання Всесвіту"

Вчений з США отримав дані, які загрожують перевернути уявлення про еволюцію Всесвіту.

Більшість космологів сходяться в тому, що в найбільших масштабах Всесвіт однорідний. Іншими словами, всі досить великі області космосу (від сотень мільйонів до мільярдів світлових років в діаметрі) схожі один на одну як дві краплі води.

Ліор Шамір (Lior Shamir) з Канзаського університету, обробивши величезний масив спостережних даних, показав, що це не так.

Дослідник цікавився питанням, в який бік обертаються спіральні галактики, які ми можемо спостерігати з Землі. Нагадаємо, що такі зоряні системи нагадують диски, що обертаються навколо своєї осі. Вони можуть обертатися як за годинниковою стрілкою, так і проти неї (якщо дивитися з північного полюса галактики). Зрозуміло, при погляді з південного полюса напрямок обертання протилежний.

Земний спостерігач може взяти досить велику область неба і порівняти кількість галактик, що обертаються в ній за годинниковою стрілкою і проти неї. При цьому, якщо Всесвіт дійсно однорідний в великих масштабах, тих і інших повинно бути порівну. І це не буде залежати від того, де саме розташована та чи інша обрана область. В однорідному космосі не повинно бути великих регіонів, населених переважно "лівими" або "правими" зоряними системами.

Спіральні галактики демонструють яскраво виражене обертання навколо своєї осі (на відміну від галактик інших типів).

Однак факти, схоже, говорять про інше. Шамір проаналізував дані спостережень більш ніж про 200 тисяч спіральних галактик, зібраних в оглядах SDSS і Pan-STARRS, і отримав несподівані результати.

Перш за все, при погляді з Землі число "лівих" і "правих" зоряних систем відрізняється приблизно на 2%. Ця різниця може здатися незначною. Але, коли мова йде про сотні тисяч галактик, вкрай малоймовірно, що це випадковість. За підрахунками Шаміра, ймовірність такого збігу становить один до чотирьох мільярдів.

Більш того, ця асиметрія посилюється при віддаленні від Землі, тобто при спостереженні все більш раннього  Всесвіту.

Пояснимо. Світло від самих далеких з охоплених дослідженням галактик добирається  до земних телескопів чотири мільярди років. Це означає, що астрономи бачать подібну зоряну систему такою, якою вона була чотири мільярди років тому. (Нагадаємо, що вік Всесвіту складає 13,8 мільярда років.)

Таким чином, спостерігаючи віддалені об'єкти, ми заглядаємо у все більш далеке минуле космосу. І, схоже, коли світ був більш молодим, різниця між кількістю "лівих" і "правих" галактик була ще більшою, ніж тепер.

Але справа не тільки в тому, що тих і інших різна кількість. Вони ще й складним чином розподілені по небу. Згідно з розрахунками експерта, цей розподіл має квадропольну (чотирьохполюсну) структуру.

    "Якщо у Всесвіті є вісь, то це не просто єдина вісь, як у каруселі, - говорить Шамір. - Це складне вирівнювання декількох осей, яке, крім того, має певний дрейф".

Згідно з розрахунками автора, ця структура не могла виникнути в спостережних даних через випадкове накладення шумів. Майже у всіх вивчених областях неба її статистична значимість не менша трьох сигм. А це означає, що ймовірність подібної випадковості становить менше 0,3%.

Статистична значимість квадропольного розподілу напрямку обертання галактик. Значимість в п'ять сигм вважається гарантією надійності відкриття.

Цікаво, що астрономи вже спостерігали у Всесвіті глобальну асиметрію, пов'язану з розподілом реліктового випромінювання. Але ці дані могли бути і помилкою, породженою, наприклад, фоновим випромінюванням Чумацького Шляху.

Нові дані принципово іншого роду. Зрозуміло, є багато факторів, які впливають на те, скільки спіральних галактик ми побачимо в тій чи іншій частині неба. Наприклад, десь можуть бути розташовані пилові хмари, які поглинають їх випромінювання.

Але всі ці ефекти повинні впливати на всі без винятку галактики, незалежно від того в якому напрямку вони обертаються. Дуже важко уявити собі, фактор який заважав би  спостереженням і міг би "віддавати перевагу" зоряні системи з певним напрямком обертання.

Крім того, важливо, що в дослідженні були використані дані двох різних оглядів, і вони дали один і той же результат.

    "Тут немає помилок або зашумлення, які могли б проявити себе через такі унікальні, складні і послідовні моделі, - наполягає Шамір. - У нас є два різних огляди неба, які демонструють одну і ту ж структуру, навіть коли [спостерігалися] галактики зовсім різні. Немає помилок, які можуть до цього призвести. Такий Всесвіт, в якому ми живемо. Такий наш дім ".

Дослідник повідомив про свої результати на 236-му симпозіумі Американського астрономічного товариства (236th American Astronomical Society meeting).

Зрозуміло, висновки Шаміра повинні бути ретельно перевірені незалежними експертами. Тільки тоді можна буде з упевненістю говорити про відкриття.