Обозримая Вселенная с миллиардами населяющих ее галактик и скоплений, расположенных на чудовищных расстояниях друг от друга, напоминает нервную ткань, в которой клетки связаны в систему отходящими от них нейронами, по которым передаются нервные импульсы. Эту космическую систему более высокого уровня ученые называют Метагалактикой. В ней находятся многочисленные скопления галактик, свет от которых улавливают наши телескопы. Интересно, что наблюдая за этими удивительными обитателями Вселенной, астрономы и астрофизики были несколько озадачены их синхронизированным поведением, которое нельзя объяснить индивидуальными гравитационными полями. Так, в работе 2018 года сообщалось о сотнях галактик, вращающихся синхронно с другими галактиками, которые расположены в десятках миллионов световых лет от них. Выходит, несмотря на различия и умопомрачительные расстояния, некоторые галактики движутся вместе по странным и часто необъяснимым закономерностям, как будто связаны между собой огромной невидимой силой. Эти открытия намекают на загадочное влияние так называемых «крупномасштабных структур», которые, как следует из названия, являются самыми большими известными объектами во Вселенной.

Млечный Путь, галактика, в которой мы живем, является одной из сотен миллиардов галактик, разбросанных по всей Вселенной. Их разнообразие ошеломляет: спиральные, кольцевые галактики в форме усыпанных звездами петель и древние галактики, которые затмевают практически все остальное во Вселенной.

Крупномасштабные структуры Вселенной

На сегодняшний день ученые обнаружили большое количество свидетельств того, что Вселенная связана гигантскими структурами. Оказалось, галактики могут перемещаться друг с другом на огромные расстояния – вопреки предсказаниям основных космологических моделей. Так, галактики в пределах нескольких миллионов световых лет друг от друга могут гравитационно влиять друг на друга предсказуемым образом, но ученые наблюдали таинственные закономерности между отдаленными галактиками, которые выходят за рамки этих локальных взаимодействий и бросают вызов фундаментальным представлениям о Вселенной.

Последние открытия в этой области, например работа 2018 года, опубликованная в журнале The Astrophysical Journal, намекает на то, что так называемые «крупномасштабные структуры» – состоят из газообразного водорода и темной материи и имеют форму нитей, листов и узлов, которые связывают галактики в обширную сеть – образуют космическую паутину, которая имеет большое значение для эволюции и движения галактик.

Миллиарды галактик, похоже, обладают подобием «коллективного поведения».

В ходе исследования было изучено 445 галактик в радиусе 400 миллионов световых лет от Земли. Астрономы заметили, что многие галактики, которые вращаются по направлению к Земле, имеют соседей – и те тоже движутся к Земле. В то же самое время галактики, которые вращаются в противоположном направлении, имеют соседей, удаляющихся от Земли.

«Наблюдаемая когерентность должна иметь какую-то связь с крупномасштабными структурами, потому что невозможно, чтобы галактики, разделенные 20 миллионами световых лет напрямую взаимодействовали друг с другом», – пишут авторы научной работы.

Авторы исследования предполагают, что синхронизированные галактики могут быть встроены в одну и ту же крупномасштабную структуру, которая очень медленно вращается против часовой стрелки. Эта лежащая в основе динамика может вызвать некоторую согласованность между вращением изученных галактик и движениями их соседей, хотя потребуется гораздо больше исследований, чтобы подтвердить полученные в ходе работы выводы.

Космологическая модель под угрозой?

В 2018 году в свет вышла еще одна работа за авторством астрономов из Страсбургского университета, согласно которой что-то не так со стандартными космологическими моделями. В работе речь идет о расширенных наблюдениях Центавра А – линзовидной галактики с полярным кольцом, которая находится в созвездии Центавр – захваченных специализированным инструментом MUSE на Очень Большом телескопе в Чили.

Наблюдения показали, что в Центавре А есть когерентное движение и совместно вращающаяся плоскость спутников. Это означает, что присутствует несоответствие, которое авторы работы, опубликованной в журнале Science, считают «одним из самых серьезных маломасштабных вызовов» стандартной космологической модели. Эта странная когерентность, также называемая проблемой плоскости спутников, может наблюдаться как в нашей собственной галактике, так и в галактике Андромеды.

Считается, что орбиты галактик-спутников управляются нитями космической паутины, что может помочь объяснить некоторые загадочные явления, наблюдаемые в близлежащих галактических системах.

Стандартная космологическая модель предсказывает, что галактики формируются иерархически, то есть постепенно увеличиваются, притягивая меньшие галактики и разрывая некоторые из них на части. Это происходит, когда сила тяжести всасывает их, независимо от того, с какого направления они захвачены. Поэтому можно было бы ожидать, что эти галактики будут двигаться во всевозможных случайных положениях и направлениях, соответствующих тому, как они двигались до того, как их поймали на орбите.

Необходимо отметить, что стандартная космологическая модель чрезвычайно хорошо подтверждена, поэтому любые доказательства, которые бросают ей вызов, неизбежно вызывают споры в научных кругах. Но несмотря на разные точки зрения и возможные объяснения наблюдаемой когерентности, ученые продолжают работу чтобы выяснить, действительно ли галактики демонстрируют признаки «коллективного поведения» и почему. Так что будем ждать!