Астрономы из Билефельдского университета (Германия) опубликовали в Physical Review Letters работу, которая может стать одной из самых серьёзных проблем для современной космологии за последние десятилетия. Используя сеть радиотелескопов LOFAR и ещё два крупных инструмента, они измерили собственное движение Солнечной системы относительно реликтового излучения — и получили результат, в 3,7 раза превышающий предсказания стандартной модели ΛCDM.

Как измеряли скорость

Для измерения используется эффект дипольной анизотропии: в направлении движения Солнечной системы объекты должны выглядеть чуть плотнее и ярче, а в противоположном — чуть реже и слабее. Обычно это измеряют по реликтовому микроволновому фону (миссия Planck дала значение около 370 км/с), но немецкая команда решила посмотреть на распределение радиогалактик — галактик с гигантскими радиолобами, которые светят в радиодиапазоне на миллионы световых лет.

Радиоволны почти не поглощаются межгалактическим газом и пылью, поэтому радиогалактики — идеальный «маяк» для таких измерений. Чем чувствительнее телескоп — тем точнее можно уловить крошечную анизотропию в их распределении.

Анализ данных LOFAR показал: диполь в распределении радиогалактик в 3,7 раза сильнее, чем предсказывает стандартная модель. Это означает, что Солнечная система движется со скоростью более 1300 км/с относительно «покоя» Вселенной — вместо ожидаемых ~370 км/с.

Почему это проблема

Стандартная космологическая модель ΛCDM (Лямбда — холодная тёмная материя) невероятно точно описывает:

  • расширение Вселенной
  • реликтовое излучение
  • формирование крупномасштабной структуры

Но она предполагает, что на самых больших масштабах Вселенная изотропна и однородна. Любое значительное отклонение от этого принципа — серьёзный удар.

Лукас Бёме, руководитель исследования: «Наш результат явно противоречит ожиданиям стандартной космологии и заставляет пересмотреть прежние предположения».

Это не первый тревожный звонок

Ещё в 2020–2023 годах независимые измерения диполя по ярким инфракрасным квазарам уже показывали аномально высокую скорость — примерно в 2–3 раза выше ожидаемой. Немецкая команда получила точно такое же направление и схожую величину аномалии, но другим методом и в другом диапазоне длин волн. Совпадение двух независимых измерений делает случайную ошибку крайне маловероятной.

Возможные объяснения

  1. Мы действительно движемся быстрее — значит, либо локальная Вселенная имеет огромный поток (сотни Мпк), либо тёмная энергия ведёт себя иначе на больших масштабах.
  2. Распределение радиогалактик само по себе неоднородно — тогда проблема не в движении, а в том, что мы недооцениваем неоднородности крупномасштабной структуры.
  3. Стандартная модель требует серьёзной модификации — например, отказ от космологического принципа на сверхбольших масштабах.

Доминик Дж. Шварц, соавтор работы: «Если Солнечная система действительно летит так быстро — нам придётся пересмотреть фундаментальные предположения о крупномасштабной структуре Вселенной. В любом случае текущие модели проходят серьёзную проверку».

Что дальше

Команда планирует расширить наблюдения LOFAR и привлечь данные будущих радиотелескопов (SKA). Если аномалия подтвердится на ещё больших выборках — это станет одной из крупнейших космологических загадок XXI века, наряду с напряжением Хаббла и кризисом тёмной энергии.

Пока же вывод один: Вселенная, возможно, устроена сложнее и интереснее, чем мы думали ещё вчера.