|
Таинственная темная энергия может раскрыть космические тайны
|
|
|
|
Астрофизики продолжают ломать голову над вопросами эволюции Вселенной. Результаты измерений часто не совпадают с ожиданиями, и телескопы обнаруживают яркие объекты, которые, казалось бы, не должны существовать. Теперь физики предполагают, что темная энергия может быть недостающим фактором для объяснения этого загадочного поведения, согласно результатам, подробно изложенным в недавно опубликованном исследовании.
|
|
|
|
Темная энергия - это теоретическая форма энергии, которая, как считается, приводит к ускоренному расширению Вселенной. Действуя как форма отрицательного давления, она противостоит гравитации, заставляя Вселенную постоянно расширяться. По оценкам ученых, темная энергия составляет от двух третей до почти трех четвертей всей энергии и вещества во Вселенной. Физик из Стэнфордского университета Майкл С. Тернер впервые ввел этот термин в 1998 году.
|
|
|
|
Темная энергия на заре времен
|
|
|
|
Темная энергия, возможно, стала причиной расхождений, которые ученые наблюдают при измерении Вселенной. Одна из таких загадок известна как “напряженность Хаббла”, когда измерения скорости расширения Вселенной различаются в зависимости от используемого метода. Теперь команда физиков Массачусетского технологического института выдвигает теорию, что ранний выброс темной энергии может объяснить эти несоответствия. Кроме того, ранние наблюдения показывают, что галактик во Вселенной гораздо больше, чем ожидалось. Модели команды предполагают, что этот ранний выброс темной энергии также может решить эту проблему.
|
|
|
“Перед вами две нерешенные загадки”, - говорит соавтор исследования Рохан Найду, постдок Института астрофизики и космических исследований Кавли Массачусетского технологического института. “Мы обнаружили, что, на самом деле, ранняя темная энергия является очень элегантным и редким решением двух самых насущных проблем космологии”.
|
|
|
|
Джеймс Уэбб и происхождение Вселенной
|
|
|
|
В прошлом году космический телескоп Джеймса Уэбба (JWST) сделал ключевое наблюдение, которое является ключевым для исследований команды. JWST может видеть дальше, чем любой предыдущий телескоп, не только с точки зрения расстояния, но и в прошлое. Он улавливает свет, который в течение миллионов лет путешествовал из самых отдаленных уголков Вселенной. Основываясь на существующих моделях формирования галактик, ученые не ожидали, что смогут наблюдать многое на таких огромных расстояниях. Тем не менее, JWST обнаружил свет, исходивший 500 миллионов лет назад, и показал галактики размером с Млечный Путь. Как такое могло случиться?
|
|
|
|
“Яркие галактики, которые видел JWST, были бы похожи на скопление огней вокруг больших городов, в то время как теория предсказывает нечто более похожее на свет вокруг сельских районов, таких как Йеллоустонский национальный парк”, - говорит ведущий автор и постдок Института Кавли Сюэцзянь (Джейкоб) Шен. “И мы не ожидаем, что скопление света произойдет так рано”. В то время как многие физики пересматривали существующие модели, эта команда смоделировала последствия раннего вливания темной энергии.
|
|
|
|
Моделирование ранней Темной Вселенной
|
|
|
|
Модели команды сосредоточены на структуре ранней Вселенной, уделяя особое внимание гало из темной материи. Эти гало представляют собой области пространства с повышенной гравитацией, которая притягивает материю и приводит к образованию галактик.
|
|
|
|
“Мы считаем, что гало из темной материи - это невидимый каркас Вселенной”, - объясняет Шен. “Сначала формируются структуры из темной материи, а затем внутри них формируются галактики. Таким образом, мы ожидаем, что количество ярких галактик будет пропорционально количеству крупных гало из темной материи”.
|
|
|
|
Устранение напряженности Хаббла
|
|
|
|
Используя шесть стандартных космологических параметров из простой ?CDM-модели Вселенной, команда исследовала постоянную Хаббла и разработала свою модель ранней темной энергии (EDE). Они предположили, что определение правильного количества темной энергии может устранить напряженность Хаббла. Если бы эти параметры соответствовали наблюдениям JWST, можно было бы предположить, что темная энергия играла решающую роль в ранней Вселенной.
|
|
|
|
“Мы показываем, что структура ранней Вселенной претерпела незначительные изменения, увеличив амплитуду колебаний. Это привело к образованию более крупных ореолов темной материи и более ярких галактик раньше, чем предсказывали наши более традиционные модели”, - объясняет Найду. “Это говорит о том, что ранняя Вселенная была более многочисленной и сгруппированной”.
|
|
|
|
“Мы продемонстрировали потенциал ранней темной энергии как единого решения двух основных проблем космологии. Если дальнейшие наблюдения JWST подтвердят эти выводы, это может стать доказательством существования ранней темной энергии”, - заключает соавтор исследования Марк Фогельсбергер. “В будущем мы планируем включить это в крупномасштабное космологическое моделирование, чтобы еще больше уточнить наши прогнозы”.
|
|
|
|
Источник
|
