Космічний телескоп James Webb (JWST) виявив несподівано багато великих та яскравих галактик у дуже ранньому Всесвіті, що сформувалися лише через 180–270 мільйонів років після Великого Вибуху. Їхня кількість спочатку збила з пантелику науковців: їх було в рази більше, ніж передбачали моделі. Це викликало питання: чи потрібно нам кардинально переглядати космологію?
Сенсаційне твердження
Нещодавно в наукових колах з’явилася гучна ідея: світло перших сформованих галактик може бути джерелом енергії космічного мікрохвильового фонового випромінювання. Автори статті стверджують, що традиційна картина формування Всесвіту не може пояснити таку велику кількість галактик, яку побачив James Webb. Фактично, відкриття телескопа буквально «руйнує» безліч теоретичних моделей.
Вчені припускають, що насправді гігантські хмари матерії колапсували дуже рано, формуючи ці галактики, а їхня енергія могла становити від 1,4% аж до 100% енергії мікрохвильового фону, яка вважається «відлунням» Великого Вибуху.
Руйнування міфу
Хоча галактики JWST справжні та цікаві, ідея їхнього вирішального впливу на CMB стикається з серйозними проблемами.
По-перше, світло зір цих галактик — це переважно ультрафіолет, видиме світло та ближнє ІЧ-випромінювання. Навіть у ранню епоху воно має температуру лише близько 40–60 К. Мікрохвильовий фон сьогодні — це майже ідеальне випромінювання абсолютно чорного тіла з температурою 2,7 К. Щоб зоряне світло перетворилось на фон, воно має бути поглинене та ідеально перевипромінене рівномірно розподіленою речовиною, як чорне тіло саме при температурі тієї епохи. Це малоймовірно.
По-друге, є проблема з пилом. Космічний пил, що здатний поглинати та перевипромінювати зоряне світло, у ранньому Всесвіті був доступний лише у масивних галактиках, при масі зір більше ніж 300 млн сонячних, які становили меншість — лише ~10% від усіх галактик у перші 550 млн років. Він був зосередженим у галактиках, а не рівномірно розподіленим. Крім того, пил нагрівається дуже нерівномірно, випромінюючи в широкому діапазоні температур, а не як ідеальне чорне тіло.
По-третє — масштабна невідповідність. Найменші коливання температури, які ми вимірюємо в мікрохвильовому фоновому випромінюванны за допомогою сучасних телескопів, мають огляд близько 1 кутової хвилини. Окремі ранні галактики JWST займають у небі менше ніж 1/100 кутової хвилини. Їхній вплив на коливання мікрохвильового фону, які охоплюють значно більші області простору, був би меншим за 1/10 тис — тобто, взагалі непомітним.
Теорія мікрохвильового фону все ще непорушна
Звісно, галактики, виявлені James Webb — це дивовижне відкриття, яке змусило вчених уточнити моделі. Їхню несподівану кількість вдалося пояснити поєднанням факторів: вищу якість JWST, формування структур у найрідкісніших надщільностях раніше, ніж моделювалося, спалахи зореутворення та вплив активних чорних дір. Однак вони не є альтернативою реліктового випромінювання. Їхнє світло має неправильний спектр, випромінюється в неправильних масштабах і не може рівномірно «забруднити» випромінювання, яке ми бачимо.
Мікрохвильове фонове випромінювання залишається найкращим доказом гарячого раннього Всесвіту та його еволюції після Великого Вибуху. Сенсаційне твердження про його «підробку» ранніми галактиками, на жаль, швидше нагадує картковий будиночок, ніж наукову революцію.
Раніше ми розповідали про процес народження Всесвіту.
За матеріалами Big Think
