Ілюзія розширення Всесвіту: дослідження руйнує найгірше передбачення в історії фізики

Нове суперечливе дослідження робить амбітну заяву на розгадку таємниці темної енергії та темної матерії, які, на думку вчених, становлять близько 95% всієї енергії та матерії у Всесвіті. У статті, опублікованій в журналі Classical and Quantum Gravity професором теоретичної фізики Женевського університету Лукасом Ломбрізером, автор вважає, що розширення Всесвіту насправді — ілюзія.

Найгірше передбачення

Вчені давно помітили, що Всесвіт розширюється завдяки відкриттю червоного зміщення. Коли віддалений об’єкт продовжує віддалятися, його випромінене світло має властивість розтягуватись від світлової хвилі до червоного кінця спектра. Тому віддалені галактики мають більший червоний зсув, ніж ті, що розташовані ближче до нас. Це свідчить про те, що ці галактики все більше віддаляються від Землі.

Всесвіт
На думку професора теоретичної фізики Лукаса Ломбрізера, Всесвіт плаский та статичний, а не розширюється. Фото: Unsplash

Нещодавно вчені знайшли докази того, що розширення Всесвіту не є сталим, а насправді прискорюється все швидше і швидше. Це прискорення пояснюється терміном, відомим як космологічна стала, або Λ (лямбда). Космологічна стала була головним проблемою для космологів, оскільки передбачення її значення, зроблені фізикою елементарних частинок, відрізняються від фактичних спостережень на 120 порядків. Тому космологічну сталу називають найгіршим передбаченням в історії фізики.

Плаский і статичний Всесвіт

Космологи часто намагаються розв’язати проблему розбіжностей між різними значеннями Λ, пропонуючи нові гіпотетичні частинки або теоретичні фізичні сили. Але Ломбрізер розв’язує її шляхом переосмислення того, що вже існує в науці.

«У цій роботі ми надіваємо нові окуляри, щоб подивитися на космос і його нерозв’язані загадки, виконуючи математичне перетворення фізичних законів, які ним керують», — пояснив Ломбрізер.

У математичній інтерпретації Ломбрізера Всесвіт не розширюється, а є пласким і статичним, як колись вважав Ейнштейн. Ефекти, які ми спостерігаємо і які свідчать про розширення, в цій моделі пояснюються еволюцією маси протонів та електронів з плином часу. За цією картинкою, ці елементарні частинки виникають з поля, яке пронизує простір-час. Космологічна стала визначається масою поля, і оскільки це поле коливається, маси частинок, які воно породжує, також коливаються. Космологічна стала все ще змінюється з часом, але в цій моделі ця зміна пов’язана зі зміною маси частинок з часом, а не з розширенням Всесвіту.

У цій моделі флуктуації поля призводять до більшого червоного зміщення для віддалених галактик, ніж передбачають традиційні космологічні моделі. Таким чином, космологічна стала відповідає прогнозам цієї моделі.

Рецепт темного Всесвіту

Нова концепція Ломбрізера також розв’язує деякі інші нагальні проблеми космології, зокрема, природу темної матерії. Цей невловимий матеріал переважає звичайну баріонну матерію у співвідношенні 5:1, але залишається загадковим, оскільки не взаємодіє зі світлом. Ломбрізер припустив, що флуктуації поля можуть також поводитися як так зване аксіонне поле, де аксіони — це гіпотетичні частинки, які є одними із запропонованих кандидатів на темну матерію.

Ці флуктуації також могли б покінчити з теорією темної енергії — гіпотетичної сили, що розтягує тканину простору і таким чином розштовхує галактики все швидше і швидше. У цій моделі вплив темної енергії, за словами Ломбрізера, пояснюється масою частинок, які пішли іншим еволюційним шляхом у більш пізні часи у Всесвіті.

«У цій картині темна енергія, в принципі, не потрібна», — додав Ломбрізер.

Критика гіпотези

Дослідник Університету ECCI в Боготі (Колумбія) Луїс Анхела Гарсія був вражений новою інтерпретацією Ломбрізера і тим, як багато проблем вона розв’язує. «Стаття досить цікава, і вона дає незвичайний результат для багатьох проблем у космології. Теорія дає вихід для нинішньої напруженості в космології», — сказав Гарсія.

Однак Гарсія закликав до обережності в оцінці результатів дослідження, заявивши, що його теоретична модель містить елементи, які, ймовірно, не можуть бути перевірені спостереженнями, принаймні, у найближчому майбутньому.

Раніше ми розповідали про те, що було до Великого вибуху.  

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Приєднуйтесь: https://t.me/ustmagazine

Науковці знайшли нейтронні зорі на орбітах подібних до Сонця світил
Орбіта гарячого Юпітера виявилась найвитягнутішою з усіх екзопланет
Рамзес зустрінеться з Апофісом: ESA відправить місію до рекордного астероїда
NASA показала красу космічного корабля Cygnus перед його знищенням: фото
Смерть місяцехода: NASA закрила проєкт VIPER
Вчені відкрили 10 дивовижних пульсарів
Колишні керівники NASA та ESA закликали залишити МКС у космосі для наступних поколінь
Ілон Маск переносить свою штаб-квартиру через «гендерний» закон
На HBO виходить фільм про «дикий дикий космос». І це — не фантастика
Прорив у фізиці: вчені навчили ядра атомів поглинати та випромінювати енергію