Земля, наша галактика Млечный Путь и даже ближайшие области Вселенной могут находиться внутри обширной зоны пониженной плотности материи по сравнению с остальным космосом. Если это подтвердится, это решит одну из самых сложных проблем современной космологии — так называемую «проблему Хаббла».

Новое исследование предполагает, что барионные акустические колебания (BAO) — «эхо Большого Взрыва», возникшие в первые моменты существования Вселенной, — поддерживают идею существования локальной пустоты или «пузыря Хаббла».

В чем суть проблемы Хаббла?

Проблема возникает из-за расхождения в значениях постоянной Хаббла — скорости расширения Вселенной. Когда её измеряют с помощью наблюдений за близкими к нам объектами (например, сверхновыми типа Ia), результат оказывается выше, чем среднее значение, рассчитанное на основе модели ΛCDM (стандартной космологической модели) с использованием данных реликтового излучения (CMB) — «света юной Вселенной».

Учёные предполагают, что если Земля и её окрестности находятся внутри гигантской области с низкой плотностью материи («пузыря Хаббла»), это объяснит аномалию. В такой пустоте гравитация притягивает вещество к её более плотным границам, ускоряя расширение локальной области. Это создаёт иллюзию более высокой скорости расширения в наших наблюдениях.

«Наша галактика может быть близка к центру огромной локальной пустоты, — говорит Индранил Баник, автор исследования из Университета Портсмута. — Из-за гравитации материя «убегает» к плотным областям за пределами пустоты, что усиливает её разрежение со временем. Это приводит к тому, что скорость удаления галактик кажется выше, чем предсказывает теория».

Локальная аномалия или глобальный кризис?

Сегодня существует два ключевых метода вычисления постоянной Хаббла:

1. Анализ CMB — реликтового излучения, равномерно заполняющего Вселенную. На основе модели ΛCDM учёные рассчитывают глобальное значение постоянной Хаббла.
2. Наблюдение за стандартными свечами — объектами с известной светимостью, такими как сверхновые типа Ia. Их расстояние и красное смещение (изменение длины волны света из-за расширения Вселенной) позволяют измерить локальную скорость расширения.

Расхождение между этими методами достигает 10%, что ставит под вопрос точность стандартной космологической модели. Однако Баник считает, что проблема имеет локальный характер:
«Напряжение Хаббла проявляется только в ближайшей к нам области космоса. Глубже во Вселенной расчётные и наблюдаемые значения совпадают. Это усиливает аргументы в пользу локальной пустоты».

Пузырь Хаббла: параметры и противоречия

Для объяснения аномалии пустота должна быть колоссальных размеров — около 2 млрд световых лет в диаметре — с плотностью материи на 20% ниже средней по Вселенной. Подсчёты числа галактик вблизи Млечного Пути действительно указывают на её существование.

Однако такая структура противоречит модели ΛCDM, которая предполагает равномерное распределение материи в космосе. Новые данные о BAO, которые действуют как «стандартная линейка» для измерения расширения, поддержали гипотезу пустоты.

«Колебания BAO, замершие в молодой Вселенной, помогают отследить историю расширения. Локальная пустота искажает связь между угловым размером BAO и красным смещением, увеличивая последнее», — объясняет Баник.

Сравнив данные BAO за 20 лет, команда обнаружила, что модель с пустотой в 100 млн раз вероятнее, чем общепринятая модель ΛCDM.

Учёные планируют проверить свою теорию, используя «космические хронометры» — галактики, возраст которых можно определить по их звёздному составу. Сравнивая возраст галактик с их красным смещением, можно восстановить историю расширения Вселенной и окончательно подтвердить или опровергнуть влияние пустоты.

«Если наша модель верна, это не отменяет ΛCDM, но добавляет важный нюанс — крупномасштабные неоднородности, которые нужно учитывать», — отметил Баник.

Исследование было представлено 7 июля на Национальной астрономической конференции (NAM) 2025 в Университете Дарема (Великобритания).

Учёные также планируют использовать данные новых телескопов, таких как Euclid и Nancy Grace Roman, которые составят трёхмерные карты распределения галактик. Это позволит точнее измерить BAO и проверить, насколько обширна предполагаемая пустота. Кроме того, команда Баника работает над моделированием эволюции таких структур, чтобы понять, как они могли возникнуть в рамках ΛCDM.

Некоторые критики, впрочем, указывают на статистические погрешности в анализе BAO. «Даже небольшие ошибки в измерениях могут создать иллюзию пустоты», — предупреждает космолог Мария Росси из Университета Гронингена. Однако если теория подтвердится, это станет прорывом в понимании крупномасштабной структуры Вселенной и природы тёмной энергии.