Всесвіт розширюється постійно із самого свого моменту народження внаслідок Великого вибуху, що трапився 13,7 млрд років тому. Протягом перших 8 млрд років швидкість розширення була відносно стабільною, оскільки її стримувала сила гравітації. Однак астрономи дізналися, що приблизно 5 млрд років тому швидкість розширення почала прискорюватись.
Щоб пояснити цей несподіваний феномен, була висунута гіпотеза про таємничу силу, відповідальну за прискорення розширення Всесвіту — темну енергію. Але не всі вчені були згодні з цією теорією. Критики темної енергії наполягали на тому, що за розширення відповідальна лише гравітація, яка могла з часом змінитись. Це доволі спірна гіпотеза, яка ставить під сумнів Загальну теорію відносності Ейнштейна. Причому остання була підтверджена багатьма способами. То де правда?
Розбіжність у поглядах
Загальна теорія відносності Ейнштейна, яку він завершив у 1915 році, описує, як кривизна простору-часу змінюється під дією гравітації. Понад століття ця теорія точно передбачила майже все у нашому Всесвіті: від орбіти Меркурія та гравітаційного лінзування до існування чорних дір.
Майже пів століття Загальну теорію відносності Ейнштейна ніхто не піддавав сумніву. Але між 1960-ми та 1990-ми роками виявили дві розбіжності, які змусили астрономів задуматися, чи не помилявся Ейнштейн. По-перше, астрономи помітили, що гравітаційні ефекти масивних структур, таких як галактики та скупчення галактик, не узгоджуються з їхньою спостережуваною масою.
Розбіжність породила теорію про те, що простір заповнений невидимою масою, яка взаємодіє зі звичною нам матерією через силу тяжіння. Тим часом спостережуване прискорене розширення космосу породило теорію темної енергії та космологічну модель лямбда-холодної темної матерії (модель Лямбда-CDM). Холодна темна матерія — це інтерпретація, де ця маса складається з великих частинок, що повільно рухаються, тоді як Лямбда-CDM представляє темну енергію. Теоретично ці дві сили складають 95% загального вмісту маси та енергії у Всесвіті, але всі спроби знайти прямі їхні докази зазнали невдачі.
Чергове підтвердження теорії Ейнштейна
Згідно з новим дослідженням міжнародної співпраці Dark Energy Survey (DES), природа гравітації залишалася незмінною впродовж усієї історії Всесвіту. Результати трирічного дослідження були представлені на Міжнародній конференції COSMO’22, яка проходила в Ріо-де-Жанейро з 22 по 26 серпня.
Щоб з’ясувати істину, члени DES використовували 4-метровий телескоп Віктора Бланко в міжамериканській обсерваторії Серро Телоло в Чилі для спостереження за галактиками на відстані до 5 млрд світлових років. Вчені сподівалися визначити, чи змінювалася гравітація протягом останніх 5 млрд років. Вони також ознайомилися з даними інших телескопів, у тому числі супутника Planck ESA, який з 2009-го картографує космічний мікрохвильовий фон (CMB).
Вони звернули увагу на те, як зображення містили ледве помітні спотворення через темну матерію, що створювало ефект гравітаційної лінзи. Як показало перше зображення, опубліковане космічним телескопом James Webb (JWST), вчені можуть зробити висновок про силу тяжіння, проаналізувавши ступінь спотворення зображення.
Загалом команда DES виміряла форми понад 100 млн галактик. Всі спостереження виявились відповідними до прогнозів Загальної теорії відносності, що вчергове підтвердило правоту Ейнштейна. Але розгадати таємницю темної енергії вченим поки що не вдалося.
Раніше ми повідомляли як був розгаданий головний парадокс Стівена Гокінга про чорні діри.
За матеріалами Physical Review
Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!
Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine
