Вскоре после того, как космический телескоп Джеймса Уэбба начал свою научную работу, астрономы объявили, что они обнаружили в ранней Вселенной галактики, которые были больше, ярче и полны звезд для своего возраста. Хотя заголовки по всему миру утверждают, что эти галактики «ломают» наше понимание Большого взрыва, правда сложнее – и интереснее.
Теория большого взрыва — это наша общая картина истории Вселенной, начиная с ее глубокого прошлого, когда Вселенная была меньше, горячее и плотнее, чем сегодня. Эта модель, первоначально разработанная в начале 1900-х годов, прошла ряд наблюдательных испытаний и чрезвычайно хорошо объясняет множество космологических наблюдений, включая красное смещение света от далеких галактик и появление остаточного излучения в виде фонового излучения в микрокосмологии. обилие легких элементов, а также эволюция галактик и более крупных структур.
Хотя теория Большого взрыва не может с уверенностью сказать, какие галактики где появятся, она может говорить о вероятностях. Например, космологи могут приблизительно сказать, сколько маленьких галактик, сколько средних галактик и сколько больших галактик должно появиться в заданном размере в заданный возраст во Вселенной. Но до появления космического телескопа Джеймса Уэбба у нас не было прямого доступа к ранним стадиям эволюции галактики – для изучения которых телескоп был специально разработан.
В 2022 году астрономы объявили, что нашли чрезвычайно далекие и удивительно большие галактики. Они измерили Красное смещение Галактик насчитывается более 16, а это значит, что эти галактики Они существовали всего через 200–250 миллионов лет после Большого взрыва.Однако он был огромным и казался полностью сформированным, со спиральными рукавами и всем остальным.
Связанный: Нет, Теория Большого Взрыва не «разрушена». Вот откуда мы это знаем.
Эти галактики казались далекими от предсказаний теории Большого взрыва; Это было все равно, что найти подростков в классе детского сада. Так что же происходит?
Искривленная космология
В газетах появились смелые заголовки, объявляющие о смерти теории большого взрыва. Но в этих историях упущена важная деталь: астрономы оценили красное смещение этих галактик с помощью метода, известного как фотометрия, который весьма неопределенен. Полная оценка способности этих галактик «ломать» космологию должна отложиться до тех пор, пока не будет достигнуто более точное измерение их красного смещения и, следовательно, их возраста.
Когда несколько месяцев спустя были проведены более точные измерения, эти галактики превратились из галактик-рекордсменов в обычные галактики. Например, красное смещение одной галактики было изменено с более чем 16 до всего лишь 4,9, в результате чего ее возраст увеличился с 240 миллионов лет после Большого взрыва до более чем миллиарда лет. Этого времени более чем достаточно, чтобы обычная теория Большого взрыва объяснила их размеры и формы.
Но помимо этих менее интересных изменений, некоторые подтвержденные красные смещения появились и у других галактик, включая JADES-GS-z14-0, самую далекую из известных на сегодняшний день галактик, имеющую красное смещение 14,32. Эта галактика была жива и здорова, когда Вселенной было всего 290 миллионов лет.
Астрономы предсказали существование галактик через 290 миллионов лет после Большого взрыва; Вот почему они построили телескоп Джеймса Уэбба. Как галактика, JADIS-GS-Z14-0 явно мала – всего 1600 световых лет в диаметре по сравнению с диаметром Млечного Пути в 100 000 световых лет. Но что интересно, галактика довольно яркая и полна звезд – недостаточно, чтобы полностью разрушить космологию, но достаточно, чтобы поднять некоторые вопросы о происхождении и эволюции первых галактик, появившихся во Вселенной.
Строим космологию
Вполне возможно, что теория Большого взрыва ошибочна; Ученые должны поддерживать умственную дисциплину, чтобы признать такую возможность. Но при таком огромном количестве доказательств, подтверждающих эту теорию, маловероятно, что теорию Большого взрыва можно опровергнуть одним наблюдением. Стоит повторить, что телескоп Джеймса Уэбба делает именно то, для чего мы его спроектировали и построили: отвечает на некоторые из оставшихся ключевых вопросов о том, как появились первые звезды и галактики.
Вполне возможно, что космологи смогут объяснить появление таких галактик, как JADES-GS-z14-0, в контексте Большого взрыва, не делая каких-либо серьезных модификаций. Например, черные дыры Эти галактики могли появиться перед нами, и их сверхсильная гравитация могла вызвать яркие взрывы звездообразования. Или, может быть сверхновая Обратная связь и другие механизмы привели к тому, что первые галактики были богаче звездами, чем сегодняшние, из-за чего эти ранние галактики казались величественными, несмотря на их небольшой размер.
Наши первоначальные наблюдения, возможно, были смещены в сторону этих маленьких, но ярких галактик, а дополнительные кампании могут выявить более крупные скопления более обычных галактик, тем самым уменьшая противоречия с моделями формирования галактик.
Наконец, нам, возможно, придется добавить во Вселенную некоторые новые ингредиенты, например, позволить темной энергии развиваться с течением времени, чтобы создать этот тип галактик в столь ранние времена.
Это интересно само по себе, без необходимости опровергать теорию Большого взрыва в том виде, в каком мы ее знаем. Во Вселенной достаточно загадок и скрытых уголков, чтобы астрономы не спали всю ночь, размышляя о возможностях, а утром продолжали думать, как их разгадать.
«Наркоман поп-культуры. Поклонник телевидения. Ниндзя алкоголика. Абсолютный фанат пива. Профессиональный знаток твиттера».
More Stories
Пентагон обеспокоен новыми шпионскими спутниками Илона Маска
Сверхновая, впервые замеченная в 1181 году, выпустила светящиеся нити.
Астрономы ждут, когда звезда-зомби снова взойдет