Cтандартна ли космология?

Вопрос о том, как родилась и развивалась Вселенная, решают космологические теории. Сегодня большинство астрофизиков принимают космологию, которую они называют «стандартной». Существует она с конца прошлого века. Согласно ей Вселенная началась с Большого взрыва, в результате которого родились все наблюдаемые нами светящиеся космические объекты, например галактики. Принято считать, что относительное удлинение волны их электромагнитного излучения, так называемое красное смещение, служит мерой расстояний до них, а значит, и их возраста.

Очевидно, что молодые галактики не могут быть массивными. Однако многие последние данные новейшего космического телескопа Джеймс Уэбб, запущенного НАСА в прошлом году (см. «Химию и жизнь» 2022 №1), резко противоречат стандартной теории. Инфракрасный телескоп Уэбб обнаруживает все больше новых галактик, которые оказываются слишком массивными для своего юного возраста.

Профессор Техасского университета в Остине Майк Бойлан-Колчин (Mike Boylan-Kolchin) теоретически изучил шесть из таких самых массивных галактик. Данные о них появились в феврале этого года. Их красное смещение лежит в интервале от 7 до 10, все они должны были сформироваться в интервале от 0,5 до 0,7 миллиардов лет после Большого взрыва. Масса одной из галактик даже превышает массу нашего Млечного Пути, который значительно старше. В журнале Nature Astronomy профессор теоретически показал, что существование этих галактик не укладывается в рамки Стандартной космологической модели.

Он отмечает такую альтернативу. Либо астрофизики должны модифицировать теорию образования галактик, либо Стандартную модель. Одно из возможных решений — считать, что после Большого взрыва Вселенная расширялась гораздо быстрее, чем принято сейчас. Но это требует фундаментальных изменений в представлениях о темном веществе и энергии и даже введения новых сил и частиц. Интересно, что, для того чтобы галактики быстро выросли до наблюдаемых размеров, они должны были бы преобразовать в звезды 100% газа, из которого образовались. Обычно звездами становится не более 10% газа.

Стоит отметить, что пока астрофизики лишь оценили массы и возраст галактик. Детально подтвердить их должен спектроскопический анализ, поэтому у сторонников классической космологии остается небольшая надежда. Они могут, к примеру, предположить, что центральные черные дыры галактик разогревают окружающий галактики газ, делая их более яркими, или пыль на пути их излучения к Земле сдвигает его в красную сторону, что приводит к иллюзии их большей удаленности. Как бы там ни было, Бойлан-Колчин уверен, что новые данные разрешат его альтернативу в ближайшее время.