В соответствии с новыми исследованиями и измерениями, проводимыми для подтверждения стандартной модели космологии, Вселенная расширяется, и этот процесс протекает с одной и той же скоростью во всех направлениях.
Астрофизик Jeremy Darling из Колорадского университета в Боулдере (University of Colorado Boulder) пришел к этому выводу после применения стратегии исследования, известной как «real-time cosmology» («космология реального времени»), предусматривающей поиск изменений во Вселенной, происходящих во временных рамках, превышающих продолжительность человеческой жизни.
Идея «real-time cosmology» была изложена в двух отдельных статьях: Аланом Сэндиджем (Alan Sandage) в 1962 году и астрофизиком из Гарвардского университета Авраамом Лебом (Avi Loeb) в 1998 году. Возможность видеть красные смещения источников, изменяющихся в режиме реального времени, называют «Sandage-Loeb Test».
По словам Darling, «real-time cosmology» предлагает новые способы для наблюдения за Вселенной, в том числе некоторые космологические тесты, которые невозможно реализовать каким-либо иным образом.
В 1998 году исследователи обнаружили, что Вселенная расширяется всё более быстрыми темпами. По мнению многих учёных, это явление связано с таинственной силой, получившей название «темная энергия». Физикам немного известно о темной энергии, они даже не исключают, что она может быть одним из свойств вакуума. В попытке понять темную энергию, исследователи разрабатывают широкий спектр космологических тестов, строят новые телескопы и научные инструменты.
По словам Darling, учёных давно интересует вопрос: Происходит ли расширение Вселенной, в котором ключевую роль играет именно темная энергия, во всех направлениях одинаково? Чтобы ответить на этот вопрос, учёный использовал данные относительно движения внегалактических объектов по небу, собранные иными исследователями.
Анализ данных позволил ему сделать вывод, что расширение Вселенной изотропно, иными словами происходит с одинаковой скоростью во всех направлениях с погрешностью порядка 7%.
По словам Леба, который не принимал участия в исследовании, ситуация лучше прояснится после получения данных космическим телескопом «Gaia».
Космический телескоп «Gaia» был запущен Европейским космическим агентством в декабре прошлого года. Его цель – составление трехмерной карты галактики Млечный Путь. Предполагается, что телескопу удастся закартографировать движение порядка 1 млрд. звезд. Это позволит значительно расширить информационную базу, используемую Darling и другими исследователями.
Исторически сложилось, что большинство космологических наблюдений Вселенной словно «заморожены во времени»: фиксированный возраст, фиксированные свойства и расстояния. Таким образом, для того, чтобы увидеть историю Вселенной, учёные должны изучать похожие объекты, расположенные на различных расстояниях от Земли.
Поскольку скорость света имеет свой предел, наблюдатели видят более удаленные объекты такими, какими они были в ранние космологические времена. Традиционная стратегия, таким образом, учитывает, что Вселенная развивается и видоизменяется.
Существует единственное исключение – это реликтовое излучение (микроволновое фоновое излучение), так называемый «первый свет», оставшийся после Большого Взрыва, в результате которого 13,8 млрд. лет тому назад образовалась Вселенная.
В «real-time cosmology» предусмотрена несколько иная концепция. Если бы люди жили достаточно долго, то они могли наблюдать за тем, как объекты отдаляются от Земли, становясь меньше и слабее по мере увеличения расстоянии и ускорения, отмечает Darling. По его словам, если бы люди жили вечно, то они стали бы свидетелями краха галактик и галактических скоплений, а также расширения пустоты.
В принципе, видимая способность должна изменяться в «real-time cosmology», если бы люди могли наблюдать в течение очень долгого период времени, или если они могли измерять вещи (местоположение, скорость) предельно точно.
Измерения «real-time cosmology» — это достаточно «сырые» наблюдения, которые не полагаются на модели или статистические выборки.
Darling подытожил, что «real-time cosmology» может помочь найти ответы на самые основные, самые важные вопросы о космосе, касательно природы темной энергии, массы крупномасштабных структур во Вселенной и специфике её вращения.
