Одна из самых больших загадок науки — темная энергия — на самом деле не существует, утверждают исследователи, пытающиеся разгадать загадку того, как расширяется Вселенная.
В течение последних 100 лет физики обычно предполагали, что космическое пространство расширяется одинаково во всех направлениях. Они использовали концепцию темной энергии для объяснения неизвестной физики, которую не могли понять, но у этой спорной теории всегда были свои проблемы.
Теперь команда физиков и астрономов из Университета Кентербери в Крайстчерче (Новая Зеландия) бросает вызов сложившемуся статус-кво, используя улучшенный анализ кривых блеска сверхновых, чтобы показать, что Вселенная расширяется более разнообразным, «более неоднородным» образом.
Новые доказательства подтверждают «временную» модель космического расширения, которая не нуждается в темной энергии, поскольку различия в растяжении света являются не результатом ускоряющейся Вселенной, а следствием того, как мы калибруем время и расстояние.
Модель учитывает, что гравитация замедляет время, поэтому идеальные часы в пустом пространстве тикают быстрее, чем внутри галактики.
Модель предполагает, что часы в Млечном Пути будут идти примерно на 35 процентов медленнее, чем те же часы в среднем положении в больших космических пустотах, что означает, что в пустотах прошли бы миллиарды лет. Это, в свою очередь, обеспечит большее расширение пространства, и будет казаться, что расширение ускоряется, когда такие огромные пустые пустоты становятся доминирующими во Вселенной.
Профессор Дэвид Уилтшир, возглавлявший исследование, сказал: «Наши результаты показывают, что нам не нужна темная энергия, чтобы объяснить, почему Вселенная расширяется с ускорением».
«Темная энергия — это ошибочное определение вариаций кинетической энергии расширения, которая не является однородной во Вселенной, такой же неровной, как та, в которой мы живем».
Он добавил: «Исследование предоставляет убедительные доказательства, которые могут решить некоторые из ключевых вопросов о причудах нашего расширяющегося космоса».
«С новыми данными самая большая загадка Вселенной может быть решена к концу десятилетия».
Темная энергия, как принято считать, представляет собой слабую антигравитационную силу, которая действует независимо от материи и составляет около двух третей плотности массы и энергии Вселенной.
Стандартная модель Вселенной с лямбда-холодной тёмной материей (ΛCDM) требует наличия тёмной энергии для объяснения наблюдаемого ускорения скорости расширения космоса.
Ученые основывают этот вывод на измерениях расстояний до взрывов сверхновых в далеких галактиках, которые кажутся более далекими, чем должны быть, если бы расширение Вселенной не ускорялось.
Однако нынешняя скорость расширения Вселенной все чаще ставится под сомнение новыми наблюдениями.
Во-первых, свидетельства послесвечения Большого взрыва, известного как космический микроволновый фон (CMB), показывают, что расширение ранней Вселенной не совпадает с текущим расширением — аномалия, известная как «напряжение Хаббла».
Кроме того, недавний анализ новых высокоточных данных, полученных с помощью спектроскопического прибора для изучения темной энергии (DESI), показал, что в модель ΛCDM не так хорошо вписываются модели, в которых темная энергия «эволюционирует» со временем, а не остается постоянной.
И хаббловское напряжение, и сюрпризы, выявленные DESI, трудно разрешимы в моделях, использующих упрощенный 100-летний закон космического расширения — уравнение Фридмана.
Он предполагает, что в среднем Вселенная расширяется равномерно — как будто все космические структуры можно пропустить через блендер, чтобы получился суп без особенностей, без каких-либо сложных структур. Однако на самом деле современная Вселенная содержит сложную космическую сеть скоплений галактик в листах и нитях, которые окружают и опутывают огромные пустые пустоты.
Профессор Уилтшир добавил: «Благодаря достижениям науки и технологий в 21 веке у нас появилась возможность исследовать сложные процессы и выявлять закономерности, которые лежат в основе этих процессов. Это может касаться, например, космологии, где сложные взаимодействия материи и энергии в масштабах Вселенной приводят к относительно простым моделям, описывающим её расширение».
«Простой закон расширения, согласующийся с общей относительностью Эйнштейна, не обязательно должен подчиняться уравнению Фридмана».
Исследователи говорят, что спутник Европейского космического агентства «Евклид», который был запущен в июле 2023 года, имеет возможность проверить и отличить уравнение Фридмана от альтернативы временного масштаба. Однако для этого потребуется не менее 1000 независимых высококачественных наблюдений сверхновых.
Когда предложенная модель временного масштаба в последний раз проверялась в 2017 году, анализ показал, что она лишь немного лучше подходит, чем ΛCDM, для объяснения космического расширения, поэтому команда из Крайстчерча тесно сотрудничала с командой Pantheon+, которая кропотливо создала каталог из 1535 отдельных сверхновых.
По их словам, новые данные теперь представляют собой «очень сильное доказательство» временного масштаба. Они также могут указать на убедительное решение проблемы хаббловского напряжения и других аномалий, связанных с расширением Вселенной.
По словам исследователей, для усиления поддержки модели временного масштаба необходимы дальнейшие наблюдения с «Евклида» и космического телескопа имени Нэнси Грейс Роман. Теперь предстоит использовать это богатство новых данных для раскрытия истинной природы космического расширения и темной энергии.
Новый анализ был опубликован в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.
Читайте все последние новости астрофизики на New-Science.ru
