Смята се, че Вселената е еднаква във всички посоки: където и да погледнем, в големи мащаби материята трябва да е разпределена приблизително равномерно. На тази идея се основава голяма част от съвременната космология. Едно ново изследване обаче поставя под съмнение тази обичайна основа: авторите му твърдят, че в данните от DESI се забелязват големи структури, които сякаш обособяват специфични посоки в космоса.
Спорът засяга основата, върху която физиците изграждат картината на Вселената. Космологичният принцип гласи, че в много големи мащаби космосът трябва да бъде хомогенен и изотропен. Хомогенността означава приблизително еднакво количество материя в различните големи области. Изотропността означава липса на определено направление: когато погледнем, в която и да е посока, Вселената трябва да изглежда приблизително еднакво.Тези предположения не са необходими просто за красота. На тях се основават уравненията, които описват формата на Вселената, нейното разширяване след Големия взрив и стандартния космологичен модел. Без космологичния принцип изчисленията стават много по-сложни: физиците биха трябвало да отчитат не само възрастта, плътността и скоростта на разширяване на космоса, но и посоката на наблюдението.
Авторите на новата статия провериха тази хипотеза въз основа на данните от проекта DESI. Проектът измерва координатите и спектрите на огромен брой галактики, за да състави триизмерна карта на мащабната структура на Вселената. По такава карта може да се види разпределението на галактиките през различни епохи, включително купове, протяжни нишки и огромни празнини.
Изследователите сравниха участъци от картата в различни посоки и получиха резултат, който не се вписва в стандартния модел. Според техните изчисления данните от DESI съдържат големи свързани структури, а разпределението на галактиките е по-сложно, отколкото предполага представата за Вселена, която е еднаква във всички посоки. Ако заключението се потвърди, космологичният принцип ще трябва да бъде прецизиран, а моделите за разширяването на космоса – преразгледани.
В малки мащаби космосът наистина е неравномерен: галактиките се събират в купове, между тях се простират нишки и остават празни области, но на достатъчно големи разстояния тези неравности би трябвало да се изгладят. Новото изследване опровергава именно това очакване: авторите твърдят, че разликите между посоките се запазват там, където стандартният модел вече очаква равномерна картина.
Космолозите реагираха предпазливо на това твърдение. Ако хомогенността и изотропността са нарушени до такава степен, това би трябвало да се отрази не само в картата на галактиките, но и в реликтовото излъчване. Това слабо микровълново излъчване е остатък от ранната Вселена и показва какъв е бил космосът стотици хиляди години след Големия взрив. При толкова големи изтъкнати направления колебанията в реликтовото излъчване би трябвало да бъдат много по-забележими, отколкото показват наблюденията.
Данните от DESI вече са били използвани в други изследвания на мащабната структура и много от резултатите добре съвпадат със стандартния модел, затова един анализ не е достатъчен. Трябва да се провери дали асиметрията не е възникнала поради обработката на данните, особеностите на извадката, непълното покритие на небето или друга систематична грешка.
Възможните последствия са твърде големи, за да може това изследване просто да бъде оставено настрана. Ако картата на DESI наистина показва подчертани направления, физиците ще трябва да обяснят защо Вселената нарушава принципа, върху който десетилетия наред са се градили моделите за нейната еволюция. Ако причината се окаже в метода на анализ, споровете ще помогнат за по-точното проверяване на новите обзори на галактиките и за по-доброто отделяне на реалните структури от грешките при измерването.
Сега изчисленията трябва да бъдат повторени от независими групи. Резултатът трябва да бъде проверен въз основа на същите данни от DESI и да бъде сравнен с други обзори на небето. За толкова силно твърдение един анализ не е достатъчен: космологичният принцип ще започне да се преразглежда само в случай, че откроените направления останат видими след повторни проверки.