Космический телескоп James Webb (JWST) обнаружил неожиданно много больших и ярких галактик в очень ранней Вселенной, которые сформировались всего через 180–270 миллионов лет после Большого Взрыва. Их количество сначала сбило с толку ученых: их было в разы больше, чем предполагали модели. Это породило вопрос: нужно ли нам кардинально пересматривать космологию?
Сенсационное утверждение
Недавно в научных кругах появилась громкая идея: свет первых сформировавшихся галактик может быть источником энергии космического микроволнового фонового излучения. Авторы статьи утверждают, что традиционная картина формирования Вселенной не может объяснить такое большое количество галактик, которое увидел James Webb. Фактически, открытие телескопа буквально «разрушает» множество теоретических моделей.
Ученые предполагают, что на самом деле гигантские облака материи коллапсировали очень рано, формируя эти галактики, а их энергия могла составлять от 1,4% до 100% энергии микроволнового фона, которая считается «отголоском» Большого Взрыва.
Разрушение мифа
Хотя галактики JWST реальны и интересны, идея их решающего влияния на CMB сталкивается с серьезными проблемами.
Во-первых, свет звезд этих галактик — это преимущественно ультрафиолет, видимый свет и ближнее ИК-излучение. Даже в раннюю эпоху он имеет температуру всего около 40–60 К. Микроволновый фон сегодня — это почти идеальное излучение абсолютно черного тела с температурой 2,7 К. Чтобы звездный свет превратился в фон, он должен быть поглощен и идеально переизлучен равномерно распределенной веществом, как черное тело именно при температуре той эпохи. Это маловероятно.
Во-вторых, есть проблема с пылью. Космическая пыль, способная поглощать и переизлучать звездный свет, в ранней Вселенной была доступна только в массивных галактиках, при массе звезд более 300 млн солнечных, которые составляли меньшинство — только ~10% от всех галактик в первые 550 млн лет. Она была сосредоточена в галактиках, а не равномерно распределена. Кроме того, пыль нагревается очень неравномерно, излучая в широком диапазоне температур, а не как идеальное черное тело.
В-третьих — масштабное несоответствие. Наименьшие колебания температуры, которые мы измеряем в микроволновом фоновом излучении с помощью современных телескопов, имеют обзор около 1 угловой минуты. Отдельные ранние галактики JWST занимают в небе менее 1/100 угловой минуты. Их влияние на колебания микроволнового фона, которые охватывают значительно большие области пространства, было бы меньше 1/10 тыс — то есть, вообще незаметным.
Теория микроволнового фона по-прежнему незыблема
Конечно, галактики, обнаруженные James Webb, – это захватывающее открытие, которое заставило ученых уточнить модели. Их неожиданное количество удалось объяснить сочетанием факторов: более высоким качеством JWST, формированием структур в самых редких сверхплотностях раньше, чем моделировалось, вспышками звездообразования и влиянием активных черных дыр. Однако они не являются альтернативой реликтовому излучению. Их свет имеет неправильный спектр, излучается в неправильных масштабах и не может равномерно «загрязнить» излучение, которое мы видим.
Микроволновое фоновое излучение остается лучшим доказательством горячей ранней Вселенной и ее эволюции после Большого Взрыва. Сенсационное утверждение о его «подделке» ранними галактиками, к сожалению, скорее напоминает карточный домик, чем научную революцию.
Ранее мы рассказывали о процессе рождения Вселенной.
По материалам Big Think
