Темной энергии не существует
|
Наблюдая за светом от далеких взрывающихся звезд, называемых сверхновыми, в 1998 году астрономы обнаружили, что Вселенная не просто расширяется — ее расширение ускоряется. Но что стоит за этим ускорением? |
Рассмотрим темную энергию. Это одна из самых обсуждаемых и интригующих загадок современной физики — загадочная форма энергии, которая, как считается, равномерно пронизывает все пространство. Согласно наиболее общепринятой на сегодняшний день модели современной космологии, темная энергия является движущей силой ускоренного расширения Вселенной. |
Но что, если есть другое объяснение, не связанное с темной энергией? Недавнее исследование, в котором использовались данные о вспышках сверхновых, указывает на то, что такое объяснение действительно может быть, и называется оно "Модель временного пространства". |
Это открытие может серьезно изменить наше понимание космоса, поэтому давайте углубимся в него. |
Что такое темная энергия? |
Основой современной космологии является модель лямбда-холодной темной материи (Lambda-CDM). Она описывает вселенную, в которой темная энергия, обозначаемая греческой буквой Лямбда, является движущим механизмом ускоряющегося расширения Вселенной. |
![]() |
Согласно этой модели, галактики танцуют вместе под действием невидимой паутины темной материи, состоящей из тяжелых частиц, которые ни с чем не взаимодействуют. Эффекты этой холодной темной материи можно наблюдать только с помощью гравитации. |
На долю темной энергии приходится почти 70% общего энергетического баланса Вселенной, но ее точная природа остается одной из величайших загадок физики. |
Некоторые интерпретации предполагают, что темная энергия может быть связана с энергией вакуума, в то время как другие исследования пытались описать ее как новое, эволюционирующее энергетическое поле, распространяющееся в космосе. |
А недавнее исследование международной коллаборации DESI, в котором прослеживается расширение Вселенной, указывает на то, что темная энергия со временем может ослабевать. |
Также возможно, что наша текущая теория гравитации (общая теория относительности Эйнштейна) является неполной. Возможно, требуется расширение для описания гравитационного взаимодействия в космологических масштабах — на расстояниях от миллионов до миллиардов световых лет. |
Что такое модель временного пространства? |
Материя — темная материя, газ, галактики, звездные скопления и суперкластеры — распределена по космосу неравномерно. |
Но для модели лямбда-CDM мы предполагаем, что Вселенная однородна и изотропна. Это означает, что в космических масштабах распределение материи выглядит плавным и однородным. Любые скопления и разрывы, которые мы можем обнаружить, можно считать незначительными из-за грандиозного масштаба всего этого явления. |
Модель Timescape, напротив, учитывает неравномерное распределение материи. Она предполагает, что наша сложная космическая сеть, состоящая из галактик, скоплений, нитей и обширных космических пространств, напрямую влияет на то, как мы интерпретируем расширение Вселенной. |
Это означало бы, что Вселенная растягивается неравномерно. |
Согласно модели временных пространств, скорость расширения Вселенной различается в разных регионах в зависимости от их плотности. |
Ключевым параметром в модели временных пространств является "доля пустот": она количественно определяет долю пространства, занимаемого расширяющимися пустотами. |
Гравитация диктует, что пустоты расширяются быстрее, чем более плотные области — в них меньше удерживающего их вещества, что позволяет пространству растягиваться более свободно. Это создает средний эффект, который может имитировать ускоренное расширение, приписываемое темной энергии в Лямбда-CDM. |
Короче говоря, модель временных рамок предполагает, что нам может только казаться, что расширение Вселенной ускоряется. Скорость расширения зависит от того, в какой части Вселенной вы находитесь. |
Что показало исследование? |
Авторы нового исследования изучили одну из крупнейших коллекций сверхновых типа Ia, получившую название Pantheon+ dataset. Эти сверхновые являются надежным стандартом, используемым для проверки космологических моделей. |
Команда сравнила две основные модели: стандартную лямбда-CDM (наш "ванильный" рецепт вселенной) и модель Timescape. |
Когда мы рассматривали близлежащие яркие сверхновые, модель временной шкалы объясняла ситуацию лучше, чем наша стандартная модель. Хотя это было всего лишь статистическое наблюдение, статистический анализ показал "очень сильное" предпочтение. |
Даже когда они исследовали более отдаленные сверхновые, где все должно было быть распределено более равномерно, временная картина все равно была немного лучше, чем в обычной модели. |
Вывод? Модель временных пространств, которая фокусируется на том, как космические "сгустки и разрывы" изменяют наше представление о росте Вселенной, могла бы лучше отразить истинную природу расширения нашей Вселенной. Это особенно актуально для близлежащей Вселенной — рядом с нами много пустот и нитей, которые могут повлиять на то, как мы видим расширение. |
Насколько убедительны доказательства? |
Здесь есть важные оговорки. В анализе не учитываются особые скорости — небольшие случайные движения галактик, которые могут повлиять на измерения сверхновых. Они также не учитывают предвзятость Малмквиста, когда более яркие сверхновые с большей вероятностью будут включены в данные просто потому, что их легче обнаружить. |
Эти потенциальные источники ошибок могут негативно сказаться на результатах. Кроме того, в исследовании не использовался последний набор данных о сверхновых DES5yr. Он более последовательный и единообразный в плане сбора данных, чем Pantheon+, что потенциально делает его более надежным для сравнения. |
Помимо сверхновых, которые в настоящее время поддерживают модель лямбда-CDM, есть и другие факторы, в первую очередь акустические колебания барионов и гравитационное линзирование. В будущей работе необходимо будет интегрировать их в модель временного пространства. |
Но в этом новом исследовании модель временных пространств предлагает интригующую альтернативу лямбда-CDM. Суть в том, что ускорение нашей Вселенной является иллюзией из-за неравномерного распределения материи, когда большие космические пустоты расширяются быстрее, чем более плотные области. |
Если это подтвердится, это будет означать революционный сдвиг парадигмы в космологии. |
Источник |
При использовании материалов с сайта активная ссылка на него обязательна
|