Физики: тёмной энергии не существует

Этот рисунок дает представление об истории Вселенной, как мы ее понимаем в настоящее время. Космос начал расширяться с момента Большого взрыва, но затем, примерно через 10 миллиардов лет, он странным образом начал ускоряться благодаря теоретическому явлению, называемому темной энергией. Автор: NASA, Тип лицензии<a href="/лицензия/ссылка на источник-cc-40" hreflang=«ru»>Ссылка на источник (CC BY 4.0)</a>

Их анализ был опубликован в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters.

В течение последних 100 лет физики, как правило, предполагали, что космос растет одинаково во всех направлениях. Они использовали концепцию темной энергии в качестве заменителя для объяснения неизвестных физических явлений, которые они не могли понять, но у этой спорной теории всегда были свои проблемы.

Теперь команда физиков и астрономов из Кентерберийского университета в Крайстчерче, Новая Зеландия, бросает вызов существующему положению вещей, используя усовершенствованный анализ кривых блеска сверхновых, чтобы показать, что Вселенная расширяется более разнообразным, «комковатым» образом.

Новые данные подтверждают «пространственно-временную» модель космического расширения, которая не нуждается в темной энергии, поскольку различия в растягивании света являются не результатом ускорения Вселенной, а следствием того, как мы калибруем время и расстояние.

Модель предполагает, что часы в Млечном Пути шли бы примерно на 35 процентов медленнее, чем те же часы в среднем положении в больших космических пустотах, а это означает, что в пустотах прошло бы на миллиарды лет больше. Это, в свою очередь, позволило бы еще больше расширить пространство, создавая впечатление, что расширение ускоряется, когда такие огромные пустые пространства становятся доминирующими во Вселенной.

Профессор Дэвид Уилтшир, возглавлявший исследование, сказал: "Наши результаты показывают, что нам не нужна темная энергия, чтобы объяснить, почему Вселенная, по-видимому, расширяется с ускоряющейся скоростью.

"Темная энергия - это неправильное определение вариаций кинетической энергии расширения, которая неоднородна в такой неоднородной вселенной, как та, в которой мы на самом деле живем".

Он добавил: "Исследование предоставляет убедительные доказательства, которые могут разрешить некоторые из ключевых вопросов, связанных с причудами нашего расширяющегося космоса.

«С новыми данными самая большая загадка Вселенной может быть раскрыта к концу десятилетия».

Обычно считается, что темная энергия - это слабая антигравитационная сила, которая действует независимо от материи и составляет около двух третей плотности массы-энергии Вселенной.

Стандартная лямбда-модель Вселенной, основанная на холодной темной материи (ΛCDM), требует темной энергии для объяснения наблюдаемого ускорения темпов расширения космоса.

Ученые основывают этот вывод на измерениях расстояний до взрывов сверхновых в далеких галактиках, которые кажутся более удаленными, чем они должны были бы быть, если бы расширение Вселенной не ускорялось.

Однако новые наблюдения все чаще ставят под сомнение нынешнюю скорость расширения Вселенной.

Во—первых, свидетельства послесвечения Большого взрыва, известные как космический микроволновый фон (CMB), показывают, что расширение ранней Вселенной противоречит текущему расширению — аномалия, известная как «напряженность Хаббла».

Кроме того, недавний анализ новых высокоточных данных, полученных с помощью спектроскопического прибора темной энергии (DESI), показал, что модель ΛCDM не соответствует моделям, в которых темная энергия «эволюционирует» с течением времени, а не остается постоянной.

Как напряженность Хаббла, так и сюрпризы, обнаруженные DESI, трудно разрешить в моделях, использующих упрощенный закон космического расширения 100-летней давности — уравнение Фридмана.

Это предполагает, что в среднем Вселенная расширяется равномерно — как если бы все космические структуры можно было пропустить через блендер, чтобы приготовить однородный суп без усложняющей структуры. Однако нынешняя Вселенная на самом деле содержит сложную космическую сеть скоплений галактик в виде слоев и нитей, которые окружают и пронизывают обширные пустые пространства.

Профессор Уилтшир добавил: "Сейчас у нас так много данных, что в 21 веке мы наконец—то можем ответить на вопрос - как и почему простой закон среднего расширения возникает из сложного?

"Простой закон расширения, согласующийся с общей теорией относительности Эйнштейна, не обязательно подчиняется уравнению Фридмана".

Исследователи говорят, что спутник Европейского космического агентства «Евклид», который был запущен в июле 2023 года, способен проверить и отличить уравнение Фридмана от альтернативного варианта временной шкалы. Однако для этого потребуется провести по меньшей мере 1000 независимых высококачественных наблюдений за сверхновыми.

Когда предложенная модель временной шкалы в последний раз тестировалась в 2017 году, анализ показал, что она лишь немногим лучше, чем ΛCDM, подходит для объяснения космического расширения, поэтому команда из Крайстчерча тесно сотрудничала с командой Pantheon+ collaboration, которая кропотливо подготовила каталог из 1535 различных сверхновых.

Они говорят, что новые данные теперь предоставляют «очень веские доказательства» существования временной шкалы. Это также может указывать на убедительное объяснение напряженности Хаббла и других аномалий, связанных с расширением Вселенной.

Исследователи говорят, что необходимы дальнейшие наблюдения с помощью космического телескопа Euclid и римского телескопа Nancy Grace, чтобы укрепить поддержку модели временного пространства, поскольку сейчас идет гонка за использованием этого богатства новых данных для раскрытия истинной природы космического расширения и темной энергии.

Большая энциклопедия: Антония Зайферт и др., Данные о сверхновых для фундаментальных изменений в космологических моделях, Ежемесячные уведомления Королевского астрономического общества: Письма (2024). DOI: 10.1093/mnrasl/slae112

Источник: Royal Astronomical Society