|
Тёмной энергии никогда не существовало
|
|
|
|
Предполагается, что Вселенная расширяется (и ускоряется в этом расширении) из-за тёмной энергии — загадочного компонента космоса, существование которого долгое время теоретизировалось, но никогда не было непосредственно обнаружено. Что же такое тёмная энергия на самом деле, остаётся загадкой. Некоторые видят в ней фоновую энергию в вакууме космоса, в то время как другие утверждают, что это может быть энергетическое поле или она может принимать форму складок в пространстве-времени. Но что, если природа и поведение тёмной энергии далеки от всего, что мы, земляне, могли себе представить? Если это так, то ключ к пониманию истины о тёмной энергии может лежать в сверхновых типа Ia.
|
|
|
|
Сверхновые типа Ia долгое время использовались для вывода о существовании и ускорении тёмной энергии. Эти взрывы происходят из двойных звёздных систем, включающих по крайней мере один белый карлик — тусклое, плотное ядро, оставшееся после умирающей звезды. Белый карлик либо поглощает вещество своего компаньона, в конечном итоге становясь достаточно массивным, чтобы вызвать неуправляемый термоядерный взрыв, либо движется по спирали к другому белому карлику, пока они не сольются и не взорвутся. В результате сверхновые достигают предсказуемого уровня яркости, что позволяет экспертам относительно легко определить их расстояние до нас (их красное смещение, в свою очередь, показывает, как быстро они удаляются от нас). Эти расчеты затем можно использовать для измерения расширения Вселенной.
|
|
|
|
|
|
|
Но теперь новые вопросы поставили под сомнение эту картину расширяющейся Вселенной. Теоретический физик Субир Саркар из Оксфордского университета долгое время скептически относился к тому, действительно ли Вселенная ускоряет свое расширение, и если он прав, это перевернуло бы с ног на голову гипотетическую природу темной энергии. Теперь он оспаривает существующие теории, внеся поправку на элемент, который, по его словам, был упущен из виду.
|
|
|
|
Считалось, что стандартизированная яркость сверхновых типа Ia не зависит от возраста звезд, которые их породили. Но после тщательного изучения данных о сверхновых в каталоге Pantheon+ Саркар — вместе с Анимешем Сахом и Мохамедом Рамизом из Института фундаментальных исследований Тата — пришли к важному выводу. Ученые применили поправку (разработанную астрономами из Университета Ёнсе) к возрасту звезд-предшественников и пришли к заключению, что после стандартизации сверхновые от более молодых предшественников систематически тусклее, чем сверхновые от более старых предшественников. А поскольку у более далеких сверхновых более молодые предшественники, они кажутся тусклыми.
|
|
|
|
Эта тусклость заставляет их казаться еще более далекими, имитируя ускорение. В результате, Саркар утверждает, что само видимое ускорение было анизотропным — неравномерным в зависимости от направления взгляда.
|
|
|
|
«Было высказано предположение, что космическое ускорение, выведенное из наблюдений сверхновых типа Ia, может быть иллюзорным, поскольку мы являемся «наклонными» наблюдателями, находящимися в основном в основном космическом потоке», — написал Саркар в исследовании, недавно опубликованном в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. «Выведенное ускорение должно быть направлено главным образом вдоль локального основного потока» и затухать на определенном расстоянии.
|
|
|
|
Более показательным было то, куда указывала эта асимметрия. Самое сильное видимое ускорение примерно совпадает с направлением нашего собственного локального движения в космосе, как это отмечено горячей точкой в космическом микроволновом фоне, и ослабевает по мере удаления от нас. Это сочетание трудно согласовать с темной энергией, поскольку космологическая постоянная должна выглядеть одинаково во всех направлениях и на любом расстоянии. Сигнал, имеющий предпочтительное направление и затухающий с расстоянием, выглядит скорее как побочный эффект нахождения внутри движущегося участка Вселенной.
|
|
|
|
Это означает, что, хотя Вселенная продолжает расширяться, это расширение не ускоряется так, как это было в период космического ускорения, начавшегося 5-6 миллиардов лет назад. Напротив, оно фактически замедляется. Ускорение, как утверждают исследователи, также происходит не с одинаковой скоростью под любым углом. Асимметрия, выявленная в этих результатах, подразумевает, что Вселенная может быть асимметричной, что также означает, что сама природа темной энергии не такова, как долгое время предполагали ученые.
|
|
|
|
Становится все более очевидным, что мы не живем в идеально симметричной Вселенной, часто предполагаемой в стандартной космологии. Хотя теория общей относительности Эйнштейна обеспечила математическую основу, моделирование космического расширения потребовало дополнительного предположения о том, что пространство-время изотропно и однородно в больших масштабах. Это предположение, формализованное в метрике Фридмана-Леметра-Робертсона-Уокера (FLRW), является основой стандартной модели лямбда-холодной темной материи (лямбда-CDM). Однако даже эта стандартная модель сталкивается с проблемами. Данные, полученные с помощью космического телескопа «Хаббл» и спутника «Гайя», создали так называемое «натяжение Хаббла» — резкое расхождение между универсальной скоростью расширения, полученной на основе прямых измерений локальной Вселенной, и скоростью, полученной на основе наблюдений ранней Вселенной.
|
|
|
|
«Примечательно, что корректировка на [возраст прародителя] оставляет [локальный диполь] неизменным в пределах погрешностей», — пишут авторы. «Таким образом, нет никаких доказательств изотропного ускоренного расширения Вселенной».
|
|
|
|
Источник
|
