Пустота размером в миллиарды световых лет: как она может изменить наше понимание космоса

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Мнение | Наука и космос

Вселенная — это не только звёзды, галактики и туманности, но и огромные пустоты, которые ставят перед учёными вопросы, способные перевернуть наше понимание космоса. Среди них выделяется сверхпустота Эридана — гигантская область пространства в созвездии Эридана, где практически отсутствует материя. Эта зона, известная как реликтовое холодное пятно, поражает своими масштабами и необычной холодностью, намекающей на тайны тёмной энергии и структуры Вселенной. В этой статье мы расскажем, как была открыта сверхпустота, почему она так важна и какие гипотезы пытаются объяснить её природу.

Реликтовое излучение — эхо Большого взрыва

Чтобы понять сверхпустоту Эридана, нужно начать с реликтового излучения, или космического микроволнового фона. Это слабое излучение — отголосок Большого взрыва, случившегося около 13,8 миллиарда лет назад. В первые мгновения существования Вселенной она была заполнена горячей плазмой, не пропускавшей свет. Через 380 000 лет температура упала, атомы начали формироваться, и энергия взрыва превратилась в свет, который сегодня мы наблюдаем как реликтовое излучение с температурой около 2,7 К (-270 °C).

Автор: Flux

Это излучение удивительно однородно, но в нём есть небольшие температурные флуктуации — около 18 микрокельвинов. Они отражают плотностные неравномерности ранней Вселенной, из которых позже сформировались галактики. Однако в созвездии Эридана учёные обнаружили аномалию: область, где температура излучения на 70 микрокельвинов ниже средней. Эта зона, названная реликтовым холодным пятном, стала отправной точкой для изучения сверхпустоты Эридана.

Открытие космической аномалии

Первые признаки холодного пятна появились в 1960-х годах, когда учёные начали исследовать реликтовое излучение. С развитием технологий миссии вроде американского зонда COBE (1992), спутника WMAP (2001-2010) и европейского «Планка» (2009-2013) создали детальные карты микроволнового фона, подтвердив, что аномалия в Эридане — не ошибка измерений. Эти данные показали, что холодное пятно — это реальная структура, требующая объяснения.

Автор: NASA/JPL-Caltech Источник: ru.wikipedia.org

Ключевой прорыв произошёл в 2021 году, когда команда проекта Dark Energy Survey (DES), объединяющая учёных из разных стран, опубликовала исследование в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Используя эффект гравитационного линзирования, при котором массивные объекты искажают свет от далёких источников, исследователи построили карту тёмной материи в направлении холодного пятна.

Автор: Dark Energy Survey Источник: en.wikipedia.org

Карта показала, что в этой области плотность вещества, включая тёмную материю, значительно ниже средней. Так была подтверждена сверхпустота Эридана — регион, расположенный примерно в 3 миллиардах световых лет от Земли, с диаметром около 1,8-2 миллиардов световых лет.

Масштабы сверхпустоты

Сверхпустота Эридана — это не просто пустое пространство, а крупнейшая известная структура во Вселенной. Её размеры настолько велики, что в неё могли бы уместиться десятки тысяч галактик размером с Млечный Путь, чей диаметр составляет всего 100 000 световых лет. Космические пустоты, или войды, — это области между скоплениями галактик, где плотность вещества ниже средней. Они формируют космическую паутину — сеть, связывающую галактики, скопления и пустоты. Однако сверхпустота Эридана выделяется своей экстремальной пустотой: плотность вещества в ней составляет лишь 30% от средней, а звёзды, газ и пыль практически отсутствуют.

Автор: Flux

Для сравнения, ранее самой крупной считалась пустота Волопаса с диаметром около 330 миллионов световых лет. Сверхпустота Эридана превосходит её в разы, что делает её уникальной. Если представить космический аппарат в этой зоне, он оказался бы в полной темноте, без ориентиров для навигации. Эта абсолютная пустота ставит под вопрос стандартные космологические модели, которые не предсказывают появления столь крупных структур.

Причина холодного пятна

Необычная холодность сверхпустоты связана с эффектом Интегрированного Сакса-Вулфа. Когда фотоны реликтового излучения проходят через войд, они теряют энергию из-за действия тёмной энергии — загадочной силы, ускоряющей расширение Вселенной. В пустотах, где вещества мало, тёмная энергия доминирует, усиливая расширение пространства. Фотоны, входя в войд, преодолевают гравитационный потенциал, а при выходе теряют больше энергии, чем приобрели, из-за углубления пустоты со временем. Это приводит к снижению температуры излучения, что и наблюдается в холодном пятне.

Однако расчёты показывают, что даже столь крупная пустота, как Эридан, не может полностью объяснить столь значительное падение температуры в рамках стандартной космологической модели Лямбда-CDM, где тёмная энергия и тёмная материя определяют эволюцию Вселенной. Это несоответствие заставляет учёных искать новые объяснения, которые могут изменить наше представление о космосе.

Тёмная энергия и вызов космологии

Тёмная энергия, составляющая около 72% энергии Вселенной, — одна из главных загадок современной науки. Её существование было подтверждено в 1990-х годах, когда наблюдения показали, что расширение Вселенной ускоряется. Сверхпустота Эридана стала важным объектом для изучения этой силы, так как её размеры и свойства могут указывать на её необычное поведение. Если эффект Сакса-Вулфа в сверхпустоте сильнее, чем ожидалось, это может означать, что тёмная энергия действует иначе, чем предполагает модель Лямбда-CDM, или что сама модель требует пересмотра.

Автор: Flux

Интересно, что некоторые учёные предлагают альтернативу: возможно, Млечный Путь находится в центре другой крупной пустоты, диаметром около 1 миллиарда световых лет. Это могло бы объяснить неравномерность расширения Вселенной, наблюдаемую разными методами, и даже поставить под сомнение необходимость гипотезы о тёмной энергии. Однако такие идеи пока остаются гипотезами, требующими дальнейших исследований.

Гипотезы о природе сверхпустоты

Сверхпустота Эридана породила множество теорий, пытающихся объяснить её происхождение. Одни учёные предполагали, что в центре войда скрывается гигантская чёрная дыра, поглотившая всё вещество, но наблюдения не выявили следов таких объектов. Другие считали, что массивное тело поблизости могло «вытянуть» материю из региона, но и эта идея не нашла подтверждения. Самая смелая гипотеза связывает холодное пятно с возможным столкновением нашей Вселенной с другой в период ранней инфляции — экзотическая идея, которую пока невозможно проверить.

Эти теории, хоть и интригующие, не дают полного ответа. Сверхпустота остаётся загадкой, которая может быть либо редкой статистической аномалией, либо ключом к новым открытиям в космологии.

Изображение в превью:
Автор: Flux
Источник: Локальная модель Flux
Автор не входит в состав редакции iXBT.com (подробнее »)
Об авторе

capib25@gmail.com

1 комментарий

B
В «документальном» сериале LEXX показывали...
Одноименный корабль любил планеты жрать.
Вот так и образовалась пустота эта.

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Можно ли убежать от кабана в лесу: спасёт ли человека дерево

Кабан выглядит так, будто природа совсем не собиралась делать из него быстрого бегуна. Тяжёлое тело, короткие ноги, большая голова. Кажется, человеку достаточно свернуть между деревьями, пару раз...

Как закрыть стык у ванны без пластикового уголка: 5 практичных способов

Стык между ванной и стеной кажется незначительной деталью, пока под бортиком не появляются тёмные пятна, а на полу — вода. Чаще всего щель закрывают пластиковым уголком: одну его сторону...

Как заполнить карту прибытия в Китай онлайн

С 20 ноября 2025 года иностранцы могут бесплатно заполнить карту прибытия в Китай онлайн, заранее, а не в аэропорту перед паспортным контролем. Эту карту также называют миграционной.Подать...

Единственная теплокровная рыба на Земле: как краснопёрый опах согревает себя в ледяном океане

На глубине трёхсот метров в океане темно и холодно: вода здесь редко прогревается выше 4-8 градусов тепла. Для обычной рыбы погружение на такую глубину означает резкий спад активности. Мышцы...

До Земли долетает только тыльная часть астероида: как семь стадий разрушения превращают космический камень в метеорит

Когда астероид входит в атмосферу Земли со скоростью от 11 до 30 километров в секунду, перед ним формируется область очень сильно сжатого воздуха. Температура газа в этой зоне поднимается до...

Проигрыватель «Электроника Б1-04» (1980): правильная траектория иглы, сенсоры и дизайн от B&O по безумной цене

До этой модели проигрыватели с тангенциальным тонармом в СССР серийно не делали. А выглядела она и вовсе космически для своего 1980 года, ведь дизайн во многом заимствовали у Bang & Olufsen Beogram...