Всесвіт не такий, як ми уявляємо: телескоп Вебб додав загадок про космос

Космічний телескоп Вебб за 2 роки роботи зміг виявити найбільш ранні та найвіддаленіші галактики, які існували лише через 300 млн років після Великого вибуху. З одного боку, ці відкриття узгоджуються зі стандартною космологічною моделлю, але з іншого — є несподіваними. Багато з найперших галактик сяють набагато яскравіше, ніж очікували астрономи, враховуючи той факт, що вони вже існували за відносно короткий час після народження Всесвіту. Що яскравіші галактики, то більше в них зірок, а отже вони мають більшу масу. Вважалося, що для набуття таких характеристик галактикам потрібні мільярди років. Як можна пояснити ці відкриття? І чи руйнують вони наші уявлення про космологію або вимагають зміни віку Всесвіту? Про це пише Live Science.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Стандартна космологічна модель

Сучасне розуміння космології, науки про розвиток Всесвіту, і процесу формування галактик ґрунтується на кількох фундаментальних теоріях. Наприклад, космологічний принцип свідчить, що у великих масштабах Всесвіт є однорідним і однаковим у всіх напрямках. Космологічний принцип разом із загальною теорією відносності Ейнштейна дає змогу зрозуміти еволюцію Всесвіту і пов'язати її зі змістом енергії та матерії.

Стандартна космологічна модель, відома як Лямбда-СDM, включає три основні компоненти:

• звичайна матерія, яка нас оточує і з якої ми складаємося;
• холодна темна матерія, яка не випромінює, не поглинає і не відбиває світло;
• космологічна постійна, пов'язана з темною енергією, яка відповідає за прискорене розширення Всесвіту.

Хоча темна матерія і темна енергія залишаються загадковими, стандартна космологічна модель підтверджується багатьма спостереженнями за космосом. Ця модель закладає основу розуміння того, як утворюються і розвиваються галактики.

Модель формування галактик

На формування галактик впливають різні фізичні явища, хоча деякі з них вивчені не повністю. На зростання галактик впливають вибухи наднових, а також активність надмасивних чорних дір. Одна з найпростіших моделей формування галактик припускає, що швидкість, з якою зірки утворюються в галактиці, безпосередньо пов'язана з газом, що тече в ці галактики. Ця модель також передбачає, що швидкість зореутворення в галактиці пропорційна швидкості, з якою зростають гало темної матерії, що оточують галактики. Ця модель узгоджується з тим, що в перший мільярд років після утворення Всесвіту різко зріс рівень утворення нових зірок.

Неможливі галактики

За останні два роки космічний телескоп Вебб виявив дуже ранні галактики, які утворилися в період між 200 і 500 млн років після Великого вибуху. Дослідження показують, що в цих відносно маленьких галактиках дуже швидко утворюються зірки, швидше, ніж у сучасних галактиках. До того ж вони надто яскраві, а отже мають відносно велику масу через велику кількість зірок. Це означає, що ці галактики виросли занадто швидко, тобто швидше, ніж припускають поточна модель формування галактик. І цей факт поки що точно не можуть пояснити астрономи.

Деякі теорії припускають, що зореутворення в ранньому Всесвіті могло бути інтенсивнішим, ніж вважали раніше, що призвело до швидкого зростання ранніх галактик і їхньої великої яскравості. Існує думка, що за занадто швидким зростанням галактик стоїть активність чорних дір.

Будь-які подібні пояснення вимагають внести зміни у фізику формування галактик. Деякі вчені вважають, що потрібно внести зміни в стандартну космологічну модель.

Деякі астрономи вважають, що за швидким зростанням ранніх галактик і тим, що виявлено багато галактик, які суперечать моделям, може стояти рання темна енергія, яка існувала в перші сотні тисяч років після Великого вибуху і вплинула на матерію.

Всесвіт старший, ніж ми вважаємо?

Також існує теорія, згідно з якою Всесвіт набагато старший, ніж передбачається, тобто йому більше, ніж 13,8 млрд років. Таким чином можна пояснити надто швидке зростання галактики, адже насправді вони витратили на цей процес стільки ж часу, скільки припускають моделі, тобто мільярди років. Просто Великий вибух стався раніше.

Поки що вчені намагаються отримати більше даних про ранній Всесвіт за допомогою космічного телескопа Вебб, які дадуть змогу зрозуміти, що ж відбувалося насправді в найбільш ранні періоди існування космосу. Зокрема астрономи сподіваються отримати розгадку таємниці найбільш ранніх дуже яскравих галактик.

Як уже писав Фокус, у Китаї створено величезну сферу, яка має розгадати загадку фізики. Китай готується запустити підземну лабораторію JUNO для вивчення невловимої частинки нейтрино.

Також Фокус писав про те, що астрономи вперше виявили троянський астероїд біля Сатурна, який до того ж є чимось середнім між кометою і астероїдом. Найцікавіше, що біля Юпітера розташовано понад 13 тисяч троянських астероїдів.