Модель структуры Вселенной от учёных Квинсленда может объяснить космологические парадоксы

Учёные из Университета Квинсленда предложили новую космологическую модель, которая позволяет по-новому взглянуть на долговременные проблемы теории эволюции Вселенной. Доктор Леонардо Джани и его коллеги впервые учли влияние крупных структур — расширяющихся пустот и коллапсирующих областей — на измерения и наблюдения, используя данные обзора Dark Energy Spectroscopic Instrument (DESI), охватывающие структуру материи на расстояниях до 11 миллиардов световых лет.

В отличие от традиционных моделей, где частицы материи рассматриваются как идентичные и не взаимодействующие, модель Джани оперирует сложной структурой: во Вселенной взаимодействуют звёзды, галактики, чёрные дыры и межгалактические участки пустого пространства, а их влияние реализуется через гравитацию и другие силы. Это позволило впервые математически учесть, как такие неоднородности реальной Вселенной искажают космологические измерения без привлечения гипотез о «новой физике».

Ключевое достижение команды — выделение минимального размера пустоты (Rc) и минимального размера скопления (Rv), при которых структуры начинают заметно влиять на наблюдаемые эффекты. При сравнении независимых наборов данных с результатами DESI выявлено неожиданное совпадение: крупномасштабные пустоты и их сочетание с коллапсирующими областями могут быть причиной ряда космологических аномалий, включая расхождения при измерении скорости расширения Вселенной и свойства предполагаемой тёмной энергии.

Модель учёных затрагивает две главные проблемы современной космологии — «напряжение Хаббла» (различия в оценках скорости расширения по разным методикам) и гипотезу динамической тёмной энергии. Команда показала, что если учесть ослабление эффекта тёмной энергии как результат сложности реальной структуры Вселенной, то дополнительные экзотические объяснения становятся избыточными: сама модель объясняет снижение наблюдаемой скорости расширения без введения новых физических принципов.

По словам доктора Джани, их подход открывает новый способ анализа данных и интерпретации известных аномалий, расширяя горизонты космологии и поддерживая идею о естественном происхождении разногласий в результатах космологических наблюдений: сложная внутренняя структура материи сама по себе может объяснить несоответствия в спектрах и оценках параметров.

Исследование демонстрирует, что детализация и грамотный учёт структуры Вселенной способны привести к элегантным решениям старых загадок, не требующим гипотез о неизвестных компонентах или механизмах. В результате, новый математический аппарат даёт «рецепт» для вычисления наблюдаемых эффектов, основанный исключительно на известных физических процессах, что существенно упрощает космологическую картину и расширяет возможности анализа реальных астрофизических данных.

 Источник: Physical Review Letters, spacedaily