Застосування спеціальної теорії відносності на практиці, підраховуючи галактики

У вчених, які вивчають космос, є улюблена філософія, відома як "принцип посередності", яка по суті припускає, що в Землі, Сонці або галактиці Чумацький Шлях немає нічого особливого у порівнянні з рештою Всесвіту.

Тепер нове дослідження додає ще один доказ на користь пересічності: у середньому, галактики перебувають у стані спокою по відношенню до раннього Всесвіту, розповідають в Колорадському університеті в Боулдері.

Результати дослідження, проведеного професором астрофізики з цього вишу Джеремі Дарлінгом, були недавно опубліковано в журналі The Astrophysical Journal Letters

«Що говорить нам це дослідження, так це те, що у нас чудний рух, але цей чудний рух узгоджується з усім, що ми знаємо про Всесвіт — тут немає нічого особливого», – сказав Дарлінг. «Ми не особливі ні як галактика, ні як спостерігачі».

Приблизно 35 років тому дослідники виявили космічний мікрохвильовий фон, який являє собою електромагнітне випромінювання, що залишилося після формування Всесвіту під час Великого вибуху. Космічний мікрохвильовий фон здається більш теплим у напрямку нашого руху та холоднішим осторонь від напрямку нашого руху.

З цього світіння раннього Всесвіту вчені можуть зробити висновок, що Сонце та Земля, яка обертається навколо нього, рухаються у певному напрямку з певною швидкістю. Дослідники виявили, що наша ймовірна швидкість становить частку відсотка від швидкості світла – невелику, але не нульову.

Вчені можуть самостійно перевірити цей висновок шляхом підрахунку видимих із Землі галактик або складання їхньої яскравості. Вони можуть зробити це значною мірою завдяки спеціальної теорії відносності Альберта Ейнштейна 1905 року, яка пояснює, як швидкість впливає на час і простір. У цьому випадку людина на Землі, що дивиться на Всесвіт в одному напрямку — у тому ж напрямку, в якому рухаються Сонце та Земля, — має побачити галактики, які яскравіші, блакитніші та сконцентрованіші. Аналогічно, дивлячись в інший бік, людина повинна побачити галактики, які темніші, червоніші та розташовані далі одна від іншої.

Але коли останніми роками дослідники намагалися порахувати галактики — а це важко зробити точно — вони отримували цифри, які говорили про те, що Сонце рухається набагато швидше, ніж вважалося раніше, що суперечить стандартній космології.

«Важко підрахувати галактики на всьому небі — зазвичай доводиться обмежуватися півкулею або менше», – каже Дарлінг. «І, крім того, наша власна галактика заважає цьому. У ній є пил, через який ви знайдете менше галактик, і вони будуть тьмянішими в міру наближення до нашої галактики».

Новини за подібною темою:

		Три "червоні монстри" у ранньому Всесвіті кидають виклик сучасним моделям формування галактик
		Вебб і Габбл показали моторошну пару галактик
		В далекому космосі виявлено дивну галактику

Дарлінг був заінтригований та спантеличений цією космологічною загадкою, тому вирішив провести власне розслідування. Він вже знав, що нещодавно було проведено два огляди, які могли б допомогти підвищити точність підрахунку галактик та пролити світло на загадку швидкості: одне з них називається Огляд неба Дуже великим масивом (VLASS) у Нью-Мексико, а інше – Огляд континууму Австралійським слідопитом квадратно-кілометрового масиву (RACS) в Австралії.

Разом ці огляди дозволили Дарлінгу вивчити все небо, об'єднавши види північної та південної півкуль. Важливо, що в нових оглядах також використовувалися радіохвилі, що дозволило легше "бачити" крізь пил Чумацького Шляху, тим самим покращуючи уявлення про Всесвіт.

Коли Дарлінг проаналізував результати опитувань, він виявив, що кількість галактик та їхня яскравість повністю збігаються зі швидкістю, яку дослідники раніше визначили за космічним мікрохвильовим тлом.

«Ми знаходимо яскравий напрямок і тьмяний напрямок — ми знаходимо напрямок, де галактик більше, і напрямок, де галактик менше», - сказав він. «Велика різниця в тому, що воно збігається з раннім Всесвітом з космічного мікрохвильового фону та має правильну швидкість. Наша космологія в повному порядку».

Оскільки висновки Дарлінга відрізняються від попередніх результатів, його стаття, ймовірно, стане поштовхом до проведення різних подальших досліджень, які підтвердять або спростують його результати.

Але, крім того, що ці результати просувають вперед область космології, вони є добрим реальним прикладом спеціальної теорії відносності Ейнштейна та демонструють, як дослідники все ще застосовують теорію на практиці, більш ніж через 100 років після того, як знаменитий фізик уперше запропонував її.

«Мені подобається ідея, що цей основний принцип, про який Ейнштейн розповів нам давним-давно, можна побачити», - каже Дарлінг. «Це дійсно езотерична річ, яка здається дуже дивною, але якщо ви візьмете й порахуєте галактики, то зможете побачити цей витончений ефект. Це не така вже й езотерична чи дивна річ, як ви можете подумати».

! Читайте ще цікаві новини про космос на сайті, або слідкуйте за ними на Facebook.

• Галактики