Кольцо опровергает предположение о том, что Вселенная выглядит однородной в больших масштабах
Если бы это было видно невооруженным глазом, то именно так выглядело бы на ночном небе недавно замеченное гигантское кольцо галактик (желтые точки), окружающее кольцо поменьше (синие точки). Каждая точка соответствует свету далекого квазара, который проникает сквозь рассеянную материю вокруг галактики.
ФЕНИКС — аномально огромная космическая структура, окруженная кольцом, — и этот блеск может угрожать фундаментальным космологическим представлениям.
Кольцо из плотной материи простирается более чем на 3,3 миллиарда световых лет, сообщила космолог Алексия Лопес 6 января на заседании Американского астрономического общества. Если бы эта структура была реальной, она могла бы стать проблемой для космологического принципа, который гласит, что Вселенная выглядит одинаково во всех направлениях в больших масштабах.
Этот принцип является “вторым по значимости предположением в данной области” после общей теории относительности Эйнштейна, говорит физик-математик Эоин Колгайн из Атлантического технологического университета в Ирландии, который изучает проблемы, связанные с космологическим принципом, но не участвовал в новой работе. Каждая теоретическая модель Вселенной предполагает, что материя равномерно распределена в достаточно больших объемах пространства. Без этого предположения, по словам Колгейна, “начался бы настоящий ад”.
Гигантское кольцо присоединяется к растущему списку огромных структур, которые не должны существовать, если это предположение верно. По—видимому, оно является продолжением ранее описанной “гигантской дуги” и окружает меньшее, но все еще огромное “большое кольцо” из материала.
“Вместе взятые, они, по-видимому, представляют большую проблему для космологического принципа”, — говорит Лопес из Университета Центрального Ланкашира в Престоне, Англия. “Можем ли мы объяснить что-то вроде кольца и дуги вместе?”
Лопес и ее коллеги заметили структуры в свете далеких квазаров — светящихся дисков вещества, окружающих сверхмассивные черные дыры, — снятых Слоановской цифровой обсерваторией неба в Нью-Мексико. Поскольку свет квазаров распространяется по Вселенной, часть его может поглощаться и изменяться атомами в галактиках и вокруг них в промежуточном пространстве. Изучение изменений в свете квазаров позволяет астрономам составить карту этого явления.
Лопес впервые заметил “гигантскую дугу” галактик в 2021 году. Все галактики в дуге, казалось, находились на одинаковом космическом расстоянии и посылали свои сигналы, когда Вселенной было вдвое меньше, чем сейчас, или почти 7 миллиардов лет назад. В 2024 году она добавила “большое кольцо” — видимый круг галактик, расположенных на одинаковом расстоянии, нависающий над дугой, как глаз циклопа над улыбкой.
Затем Лопес заметила тонкую нить, изгибающуюся дугой над большим кольцом. “Казалось, что это может быть продолжением гигантской дуги”, — говорит она. Или это могло быть простым совпадением, ее взгляд улавливал формы, которых на самом деле не было. Чтобы исключить такую возможность, она провела статистические тесты и обнаружила, что кольцо вряд ли могло образоваться случайно. Поскольку в однородной Вселенной не должно быть таких огромных структур, это бросает вызов современным космологическим моделям, говорит она.
Другие исследователи с этим не согласны. По мнению Колгайна, больших структур самих по себе недостаточно, чтобы опровергнуть космологический принцип, хотя это предположение сталкивается с другими проблемами. А некоторые говорят, что нынешняя модель Вселенной без проблем формирует такие огромные объекты. В статье, опубликованной на arXiv.org в феврале 2025 года астрофизик-теоретик Тилль Савала из Университета Хельсинки и его коллеги сообщили о компьютерном моделировании вселенных, которое включает в себя как космологический принцип, так и структуры, подобные гигантской дуге (гигантское кольцо не было включено, потому что оно еще не было представлено). Лопес возражает, что дуги-аналоги, найденные этой группой, отличались от ее собственных, поэтому исследования нельзя сравнивать.
“Об этом можно спорить бесконечно”, — говорит астрофизик Субир Саркар из Оксфордского университета. “Но я думаю, что кольца полностью меняют ситуацию. Это не то, что можно было бы ожидать найти случайно.… Это действительно звучит довольно необычно”.
Саркар отмечает, что работа Лопес еще не была опубликована в рецензируемом журнале, поэтому он не может проверить ее математические выкладки. Но более масштабные исследования неба, такие как с помощью спектроскопического прибора темной энергии в Аризоне или обсерватории Веры Рубин в Чили, должны выявить более масштабные структуры — если они действительно существуют.
“Нам не нужно до скончания веков спорить о том, реальна ли эта структура, случайна ли она или что-то в этом роде”, — говорит Саркар. “Мы просто должны получить больше данных, и тогда многое прояснится”.