Модель Вселенной без тёмной материи и энергии

Автор: Pixabay/CC0 Public Domain

Доктор Ричард Лью, профессор физики в Университете Алабамы в Хантсвилле (UAH), входящем в систему Университета Алабамы, опубликовал статью в журнале Classical and Quantum Gravity, в которой для объяснения расширения космоса предлагается рассматривать Вселенную, построенную на этапах множественных сингулярностей, а не только Большой взрыв.

Новая модель отказывается от необходимости использовать темную материю или темную энергию для объяснения ускорения Вселенной и того, как образуются такие структуры, как галактики.

Работа исследователя основывается на более ранней модели, предполагающей, что гравитация может существовать без массы.

«Эта новая статья предлагает улучшенную версию более ранней модели, которая также радикально отличается», — объясняет Лью. «Новая модель может учитывать как формирование структуры и ее устойчивость, так и ключевые наблюдаемые свойства расширения Вселенной в целом, привлекая сингулярности плотности во времени, которые равномерно влияют на все пространство, чтобы заменить традиционные темную материю и темную энергию».

Улучшенная модель Лью не полагается на экзотические явления, такие как «отрицательная масса» или «отрицательная плотность». Вместо этого теория предлагает представление о том, что Вселенная расширяется из-за серии ступенчатых всплесков, называемых «транзиентными временными сингулярностями», которые наполняют весь космос материей и энергией, но происходят так быстро, что их невозможно наблюдать, поскольку эти сингулярности то появляются, то исчезают.

«Сэр Фред Хойл выступил против космологии Большого взрыва и выдвинул модель «устойчивого состояния» Вселенной, в которой материя и энергия постоянно создавались по мере расширения Вселенной», — отмечает Лью. «Но эта гипотеза нарушает закон сохранения массы и энергии.

«В современной теории предполагается, что материя и энергия появляются и исчезают внезапными всплесками, и, что довольно интересно, при этом не происходит нарушения законов сохранения. Эти сингулярности ненаблюдаемы, поскольку они редко возникают во времени и неразрешимо быстры, и это может быть причиной того, что темная материя и темная энергия не были обнаружены. Происхождение этих временных сингулярностей неизвестно — можно с уверенностью сказать, что то же самое относится и к моменту самого Большого взрыва».

«Примером является отрицательное давление, оказываемое магнитным полем вдоль силовой линии», — говорит Лью. «Эйнштейн также постулировал отрицательное давление в своей статье 1917 года о космологической постоянной. Когда положительная плотность массы-энергии сочетается с отрицательным давлением, существуют некоторые ограничения, которые гарантируют, что плотность массы-энергии остается положительной по отношению к любому равномерно движущемуся наблюдателю, поэтому предположение об отрицательной плотности избегается в новой модели».

Название новой статьи Лью — «Являются ли темная материя и темная энергия вездесущими?» — намекает на окончательные выводы исследователя: «Они не вездесущи — то есть не присутствуют все время», — говорит исследователь. «Они появляются только в краткие моменты, когда материя и энергия равномерно заполняют всю вселенную, за исключением случайных пространственных вариаций плотности, которые растут, образуя связанные структуры, такие как галактики».

«В промежутке между которыми их нигде не найти. Единственное отличие этой работы от стандартной модели заключается в том, что временная сингулярность возникла только один раз в последней, но более одного раза в первой».

Заглядывая в будущее своих исследований, Лью говорит, что следующим шагом к подтверждению его модели космоса могут стать наблюдения с использованием наземных инструментов, а не чего-то вроде космического телескопа Джеймса Уэбба.

«Лучший способ обнаружить предполагаемый эффект — использовать большой наземный телескоп, например, обсерваторию Кека [Ваймеа, Гавайи] или группу телескопов Исаака Ньютона в Ла-Пальме, Испания, для проведения наблюдений в глубоком поле, данные которых будут «нарезаны» в соответствии с красным смещением», — отмечает исследователь.

«Учитывая достаточное разрешение красного смещения (или, что эквивалентно, времени), достигаемое путем нарезки красного смещения, можно было бы просто обнаружить, что диаграмма Хаббла демонстрирует скачки в зависимости расстояния от красного смещения, что было бы весьма показательно».

Больше информации: Richard Lieu, Are dark matter and dark energy omnipresent?, Classical and Quantum Gravity (2025). DOI: 10.1088/1361-6382/adbed1

Источник: University of Alabama in Huntsville