Стандартная космологическая модель (Lambda CDM, сокращение от Lambda Cold Dark Matter) — это модель, которая лучше всего подходит для астрофизических и космологических наблюдений. Эта модель основана на общей теории относительности и предполагает, что Вселенная состоит из обычной материи, темной материи, излучения и темной энергии.
На протяжении десятилетий предпринимались попытки понять, как эти компоненты привели к появлению космических объектов и структур, которые мы наблюдаем. К ним относятся скопления и сверхскопления галактик. Теперь новое исследование предполагает, что за это ответственны так называемые квантовые флуктуации.
(Не)гауссовские квантовые флуктуации
Квантовые флуктуации — это случайные, непредсказуемые и временные изменения, происходящие в свойствах частиц и физических систем на очень малом «квантовом уровне». Эти вариации, или флуктуации, обусловлены вероятностной природой субатомных частиц и могут присутствовать даже при очень низких температурах.
Стандартная космологическая модель говорит нам, что возмущения плотности в ранней Вселенной следуют гауссовым профилям плотности, то есть они принимают форму колоколообразной кривой, называемой гауссовой кривой.
В статье, недавно опубликованной в журнале , исследователи из Института Нильса Бора, Автономного университета Мадрида и Парижского университета CNRS изучили возможность того, что эти квантовые флуктуации генерируют негауссовые экспоненциальные хвосты. То есть распределение, в котором площади краев являются экспоненциальными, а не гауссовыми.
Обратите внимание: Нанороботы, вдохновленные человеком … будет создана сперма, которая исцелит наши тела.
Таким образом, флуктуации могут иметь прямые последствия для образования космических структур.Исключения из правила
Экспоненциальные хвосты, ответственные за формирование структур во Вселенной, уже изучались в контексте образования первичных черных дыр.
В новом исследовании отмечается, что они также могут играть ключевую роль в формировании крупномасштабных структур, и указывается на решение других проблем, связанных с моделью Lambda CDM. Не расширяя его, так как он уже содержит необходимые ингредиенты для объяснения этих аномальных наблюдений. Хосе Мария Эскиага, один из исследователей, проводивших исследование, сказал:
«Вопрос о том, как образовались структуры во Вселенной, является одним из старейших, но с начала 1980-х годов он приобрел новое измерение. В то время ученые осознали невероятную связь между меньшими и большими масштабами, где квантовые флуктуации в начале Вселенной растягиваются космические раздувания, приводящие к образованию галактик и крупномасштабных структур во Вселенной".
От квантовых флуктуаций до коллапса космических объектов
В частности, исследователи изучили возможность того, что этот механизм влияет на коллапс более крупных объектов, таких как ореолы темной материи, где позже формируются галактики и скопления галактик.
Рассчитав некоторые основные параметры, предполагая негауссовые экспоненциальные хвосты, команда определила, что первичная квантовая диффузия может фактически увеличить количество больших скоплений галактик, истощая ореолы темной материи.
Следующим важным шагом является полная проверка предсказаний этой модели с использованием экспериментальных данных. Новые наблюдения с космического телескопа Джеймса Уэбба теперь согласуются с теоретическими предсказаниями этого исследования. Однако мы должны дождаться дальнейшего подтверждения от астрономов, чтобы полностью понять их классификацию, и дождаться, когда они подтвердят эти неожиданные популяции.
Больше интересных статей здесь: Новости науки и техники.